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JP2000505312A - Target nucleic acid sequence amplification - Google Patents

Target nucleic acid sequence amplification

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Publication number
JP2000505312A
JP2000505312A JP9533581A JP53358197A JP2000505312A JP 2000505312 A JP2000505312 A JP 2000505312A JP 9533581 A JP9533581 A JP 9533581A JP 53358197 A JP53358197 A JP 53358197A JP 2000505312 A JP2000505312 A JP 2000505312A
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JP
Japan
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nucleic acid
target nucleic
acid sequence
modified
amplification primer
Prior art date
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Pending
Application number
JP9533581A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ウィック,ジェイムズ,エフ.
ミューラー,レインホールド
ブラサック,マイケル,エル.
ウィルコズ,リチャード,ケー.
Original Assignee
モレキュラー バイオロジー リソーシーズ,インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by モレキュラー バイオロジー リソーシーズ,インコーポレイテッド filed Critical モレキュラー バイオロジー リソーシーズ,インコーポレイテッド
Publication of JP2000505312A publication Critical patent/JP2000505312A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844Nucleic acid amplification reactions
    • C12Q1/6846Common amplification features

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Abstract

(57)【要約】 一本鎖または二本鎖のポリヌクレオチド内に位置する標的核酸配列の配列情報を、迅速に、実質的に平衡的に、分離および増幅するための方法が提供される。この方法は、ニックが入る部位が末端に付くように二本鎖DNAを加工し、これら部位にニックを入れ、そして、これらニック部分から伸長を行い、これによって、存在するいかなるポリヌクレオチドも置換するという一連の工程に基づくものである。本発明の方法を用いたポリヌクレオチドを検出するための方法も提供される。本発明を実施するに際して一般的に使用されている要素を組み合わせてなるキットも提供される。   (57) [Summary] A method is provided for rapidly and substantially equilibratingly separating and amplifying sequence information of a target nucleic acid sequence located within a single-stranded or double-stranded polynucleotide. This method processes the double-stranded DNA so that the nicked site ends, nicks these sites, and extends from these nicked portions, thereby displacing any polynucleotide present. It is based on a series of steps. Also provided are methods for detecting a polynucleotide using the methods of the invention. Kits are also provided that combine components commonly used in practicing the present invention.

Description

【発明の詳細な説明】 標的核酸配列増幅 発明の分野 本発明は、実質的に平衡な条件下で、2つの増幅用プライマーだけを用いて、 ポリヌクレオチドの混合物から目標とする核酸配列の存在の検出を可能ならしめ る、DNAまたはRNAの指数関数的な増幅方法に関する。また、本発明は、増 幅プロセスで用いられた標的核酸の増幅媒体を生成するための方法にも関する。 本発明は、生物や遺伝条件に特徴的な標的核酸配列を、大量の未確認ポリヌクレ オチドやポリヌクレオチドの混合物中に微量にしかそれが存在しなくとも、それ の増幅および検出を可能ならしめるので有用である。本発明の方法の特に有用な 用途として、ヒト、動物または植物に疾病を引き起こすことができる病原体、例 えば、ウィルス、細菌、寄生生物または真菌に特徴的な標的核酸配列の存在に関 する、食品、生物学的液体および水道水の試験がある。 発明の背景 特定の標的核酸配列の増幅、検出および定量は、微生物の分類、先天代謝異常 を含めた遺伝的異常の同定、感染症の診断、法医学的分析、環境試験、および発 生生物学と細胞生物学に関与する研究を含めた様々な態様においで有用である。 ポリヌクレオチド検出の最初の取り組みは、配列の特異性に基づく差別化に関 する。概して、ポリヌクレオチドアッセイは、配列特異性(すなわち、相補性) によってハイブリダイズまたはアニールする核酸の能力を利用するものである。 ハイ ブリダイゼーションによるポリヌクレオチドの検出能力は、アッセイの感度に依 存している。これらハイブリダイゼーションアッセイでの感度とは、シグナル形 成において用いた成分と共に試料中の相補性配列を探索するために用いたポリヌ クレオチドを含んだプローブ系の比活性による機能である。しかしながら、ポリ ヌクレオチドプローブ系の比活性には限界がある。ハイブリダイゼーションアッ セイでの感度をさらに高めるために、当業者らは、アッセイされる標的核酸配列 の量を増大するようになった。 アッセイ当初の標的分子の量を増量することで標的核酸の検出を改善すべく、 様々な増幅技術が考案されてきた。これら技術として、ストランド置換増幅(す なわち、SDA)、ポリメラーゼ連鎖反応(すなわち、PCR)、逆転写ポリメラーゼ連 鎖反応(すなわち、RT-PCR)、核酸配列基点増幅(すなわち、NASBA)、自己持続性 配列複製(すなわち、3SR)、およびリガーゼ連鎖反応(すなわち、LCR)がある。こ れら技術の各々は、大量の標的ポリヌクレオチドを生成し、これによって、ポリ ヌクレオチド検出アッセイでの感度が向上する。 ストランド置換増幅(SDA)は、Walkerら、Proc.Natl.Acad.Sci.(USA)89:392-39 6(1992)、Walkerら、Nucl.Acids Res.20(7):1691-1696(1992)、および米国特許 第5,270,184号、第5,422,252号、第5,455,166号および第5,470,723号に載されて いる。SDAは、一本鎖または二本鎖の標的ポリヌクレオチド断片のDNAコピー を生成する等温増幅技術である。 Walkerら、Proc.Natl.Acad.Sci.(USA)89:392-396(1992)および米国特許第5,45 5,166号に記載された最初のSDAの方法論では、一本鎖または二本鎖の標的ポリヌ クレオチド断片の全配列の増幅を開示している。この方法では、二つのプライマ ーが 利用されており、各プライマーはその3'端に標的結合領域を持っている。各プラ イマーの5'端側に向けて配置されているのは、ニックを入れることができる制限 エンドヌクレアーゼ認識部位に対応する一本鎖配列である。これら認識配列は、 標的ポリヌクレオチド断片にあるどの配列とも相補的である必要はなく、そして 、当初の二本鎖標的ポリヌクレオチド断片の3'端、または当初の一本鎖標的ポリ ヌクレオチド断片の3'端およびその相補体に係合するようにデザインされる。こ のような位置にあっては、標的ポリヌクレオチドとプライマーの3'端に係合して いる未結合の配列は、両プライマーの遊離3'端とその標的ポリヌクレオチドの各 々からの酵素的伸長のための鋳型として機能する。これらプライマーは、標的ポ リヌクレオチド断片(およびその標的の相補体)のいかなる3'端とも係合しなけ ればならないので、ニックを入れることができる必要な部位(これは二本鎖でな ければならない)を生成するためには、SDA法では、増幅されるいかなる二本鎖 の標的ポリヌクレオチド断片でもその両方の3'端でのヌクレオチド配列の詳細が 必要となる。いかなる一本鎖の標的ポリヌクレオチドの増幅においても、5'端と 3'端でのヌクレオチド配列は既知でなければならない。分析しようとする試料が 、生物学的液体、組織、食品および水道水などで認められるような、様々な採取 源に由来する、多様な分解または断片化段階のポリヌクレオチド断片の混合物を 含むような場合、ヌクレオチド終端の配列を知ることは困難な課題となる。従っ て、標的核酸配列を含むと考えられる標的ポリヌクレオチド断片のまさに終端で のヌクレオチド配列の知見を必要としない、標的核酸配列を増幅するための方法 を提供することが本発明の目的である。 SDA法の改良が、米国特許第5,270,184号と第5,422,252号に 記載されている。'184特許は、4つのプライマーが関与する増幅方法が記載され ている。最初のSDA法で用いられていた増幅用プライマー(S1とS2)に加え、'184 特許の方法では、二つのバンパープライマー(B1とB2)を利用している。これら4 つのプライマーの配列をデザインする上で、'184特許の方法では、内部標的核酸 配列の各終端、および、さらに、これら末端標的配列に隣り合う領域でのポリヌ クレオチド配列の知見が必要となる。このような必要性は、病原ウィルスの診断 部分やヒトの疾患に連関した対立遺伝子のような、標的とするゲノム部分のポリ ヌクレオチド配列を十分に特定するために要した時間と労力の点からみれば、増 幅を進める上での障害になっている。さらに、'184特許の方法では、必要とされ たプライマーセットの4つのプライマーの一部による不正確なアニーリングによ ってもたらされた、不自然で、かつ不測の結果が頻発している。 最初のSDA法に関する他の改良は、'252特許および'723特許に記載された「マ ルチプレックス」増幅に関する。これら特許に記載された方法は、一つ以上の標 的核酸配列を同時に増幅するものの、6個のプライマー(2つの最初のSDAプラ イマー、2つのバンパープライマー、および2つのアダプタープライマー)と、 最初のSDA法または'184特許に記載の方法で要求されている以上の特徴点、すな わち、これら6つのプライマーを構築するための標的ゲノムのポリヌクレオチド 源としてより相応しい特徴点を必要とする。さらに、反応混合物中の無数のプラ イマーは、増幅反応と拮抗する可能性を高めることになる。従って、本発明の目 的は、当該技術分野での標準条件下で2つのプライマーの結合を許容するに十分 な標的核酸配列の末端の配列に対する標的ゲノムに求められる特徴点を制限する ことにある。 ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は、DNA分子内で認められる標的配列を増幅す るための代替手段を提供する。Saiki et al.,Science 239:487-491(1989)と、 米国特許第4,683,195号、第4,683,202号および第4,800,159号。PCR法では2つの プライマーしか使わないが、PCR法での増幅の対象は、標的DNAの特定の領域 に限られる上に、実際の使用にあっては熱サイクル装置を必要とする。従って、 本発明の目的は、標的DNAとRNAの双方が増幅できるのみならず、熱サイク ルや熱サイクル装置をも必要としない方法を提供することにある。 RT-PCRは、PCRの変更態様であり、これはRNA分子内で認められる標的配列 を増幅する。Myers et al.,Biochemistry 30:7661-7666(1991)と、米国特許第5 ,310,652号および第5,407,800号。RT-PCR法では、標的RNAの逆転写からPCRサ イクルが始まるので、PCRによって増幅されるcDNA産物が生成する。PCRと同 様に、RT-PCRでも、熱サイクル装置を用いて自動的に必要な温度変化を与えるこ とで初めて実用に供せることになる。よって、本発明の目的は、熱サイクルや熱 サイクル装置をも必要としない標的ポリヌクレオチドの増幅方法を提供すること にある。 改良が加えられたその他の増幅方法では、他の欠点がある。核酸配列基点増幅 (NASBA)や自己持続性配列複製(3SR)は、標的RNA分子を増幅し、一本鎖RNA を主体に、一本鎖および二本鎖DNAを生成する。NASBAは、Kievits et al.,J .Virol.Methods 35:273-286(1991)と、米国特許第5,130,238号および第5,409,8 18号に記載されている。3SRは、Guatelli et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.(US A)87:1874-1878(1990)に記載されている。同様の方法が、米国特許第5,399,491 号に記載されている。これら方法はいくつかの特徴点、すなわ ち、標的RNA分子の逆転写、適切にデザインされたプライマーによってもたら されたプロモーターを含んだ二本鎖cDNAを生成するための二本鎖合成、およ びRNA転写物を生成するためのプロモーターの使用といった特徴点を共有して いる。この方法は、高温下で不安定になる中温性微生物酵素に依存している。こ の不安定性が、NASBA法の許容最高温度を約41℃に制限している。しかし、この 比較的低い温度下にあっては、利用したプライマーのハイブリダイゼーションの 精度が低減することになる。それ故、この方法では、プロモーター配列の頻繁な 導入により発生する問題点、すなわち、意図しない位置にプライマーを含むプロ モーターが定着して、望まない位置にプロモーターが生成するといった不都合が 生じる。加えて、この方法は、反応成分、特に酵素活性レベルの不均衡に対して 極めて敏感である。さらに、主たる生成物は、DNAより安定性に欠けるRNA 、すなわち、ポリヌクレオチドである。 他の核酸配列の増幅方法として、リガーゼ連鎖反応(LCR)があり、この方法は まず、Wu et al.,Genomics 4:560-569(1989)によって提案され、その好熱性タ イプの方法が、Barany,PCR Methods and Applications 1:5-16(1991)によって紹 介された。LCR法は、二対のプライマーを利用する。LCR法にあっては、一対のプ ライマーを、標的核酸配列の近接する位置にアニールする。他の一対のプライマ ーを、最初のプライマーが結合している標的核酸配列領域の相補体に近接する位 置にアニールする。LCR法での標的は指数関数的に増幅されるが、標的依存性の ライゲーションを生成する性質がために、この方法は確実性に欠ける。さらに、 増幅された生成物のほとんど全部が、先在するプライマー配列から構成されてい る。加えて、PCRと同様、LCRではその実施にあたって、熱サイクルや熱 サイクル機器を必要とする。従って、本発明の目的は、熱サイクルや4つのプラ イマーを不必要にするだけでなく、増幅された生成物の大勢が先在するプライマ ー配列によって占めることのない方法を提供することにある。 よって、当該技術分野にあっては、用途が広く、信頼が置け、そして簡便であ る核酸配列の増幅方法が待望されている。かような方法は、DNAとRNAの双 方を増幅できるものであって、実質的に平衡な条件下で最小数のプライマーを用 いて指数関数的に増幅するものにすべきである。発明の要旨 本発明は、実質的に一定の温度と試薬濃度からなる実質的に平衡な条件下で二 つの増幅用プライマーから得た酵素触媒伸長物を用いた、核酸配列を増幅するた めの方法とキットを提供することで上述した要望を満足せしめるものである。本 発明の第一の態様は、半修飾された二つの制限エンドヌクレアーゼ認識部位の間 において、実質的に大きなポリヌクレオチドから標的核酸配列のコピーを分離す るための方法に関し、この方法は、RNAとDNAの双方、そして、一本鎖およ び二本鎖の標的に対して適用できる。標的核酸配列が、一本鎖核酸配列と考えら れる場合には、標的核酸配列のコピーとその相補体の双方が、半修飾された二つ の制限エンドヌクレアーゼ認識部位の間において分離されるものと考えられる。 一本鎖ポリヌクレオチドは、当該技術分野での標準的な技術によって、一本鎖ポ リヌクレオチドまたは二本鎖ポリヌクレオチドから得られる。本発明の第二の態 様は、標的核酸配列がもし存在すればその反対側の端を規定し、また、好ましく ない優勢な副反応とは比較的無関係に分離したコピーの指数関数的な増幅をもた らす二つのプ ライマーの存在下で、分離した標的核酸配列のコピーを増幅する方法に関する。 さらに、第一および第二の態様を、同じ反応混合物にて、個別あるいは同時に実 施することも、本発明の範疇に含まれる。 具体的には、その第一態様によれば、一本鎖ポリヌクレオチドに存在する標的 核酸配列のコピーを分離するための方法に関し、この分離したコピーは標的核酸 配列の増幅に好適であって、この方法は; (a)一本鎖ポリヌクレオチド内にある標的核酸配列の3'端に第一増幅 プライマーをハイブリダイズし、すなわち、該ハイブリダイゼーションが、ハイ ブリダイズした第一増幅プライマーを形成するためのものであって、該第一増幅 プライマーが、3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、該 第一増幅プライマーの3'端は標的核酸配列の3'端に対して相補性があり、該第一 増幅プライマーの5'端は第一制限エンドヌクレアーゼのための第一認識配列を有 しており、該エンドヌクレアーゼが、それが認識する二本鎖の半修飾された認識 部位の一方の鎖にニックを入れることができるものであり; (b)ハイブリダイズした第一増幅プライマーをその3'端から伸長し、 すなわち、該一本鎖ポリヌクレオチドに相補性があり、またそこに結合している 修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物を有する第一の二本鎖ポリヌクレオチド を形成するために、標的核酸配列を鋳型として用いて、デオキシリボヌクレオシ ド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸、そしてデオキシリボ ヌクレオシド三リン酸を重合することができる第一重合酵素の存在下で、その3' 端から、ハイブリダズした第一増幅プライマーを伸長し; (c)修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物から、一 本鎖ポリヌクレオチドを分離し; (d)修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部部位に第二増幅プ ライマーをハイブリダイズし、すなわち、該ハイブリダイゼーションが、ハイブ リダイズした第二増幅プライマーを形成するためのものであって、該第二増幅プ ライマーが、3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、該第 二増幅プライマーの3'端は標的核酸配列の相補体の3'端に対して相補性があり、 またそれに対してハイブリダイズすることができ、該第二増幅プライマーの5'端 は第二制限エンドヌクレアーゼのための第二認識配列を有しており、該エンドヌ クレアーゼが、それが認識する二本鎖の半修飾された認識部位の一方の鎖にニッ クを入れることができるものであり; (e)ハイブリダイズした第二増幅プライマーを伸長し、すなわち、修 飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物にハイブリダイズした修飾した第二ポリヌ クレオチド伸長産物を含む第二の二本鎖ポリヌクレオチドを形成するために、デ オキシリボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸 、そしてポリヌクレオチド鋳型の存在下でデオキシリボヌクレオシド三リン酸を 重合することができ、また鎖を置換することができる第二重合酵素の混合物を含 む反応混合物での、その3'端からの、ハイブリダイズした第二増幅プライマーの 伸長であって、該修飾した第二ポリヌクレオチド伸長産物が、一本鎖ポリヌクレ オチドから分離され、かつ第二認識配列と第一認識配列の相補体との間で対向す る端部に位置した標的核酸配列のコピーを含み、修飾した第一ポリヌクレオチド 伸長産物での第一認識配列と第二ポリヌクレオチド伸長産物での第一認識配列の 相補体が、第一認識エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された認識部位 を形成するものであり;および (f)第一認識エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された認識 部位の一方の鎖へニックを入れ、すなわち、第一制限エンドヌクレアーゼ、デオ キシリボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸、 そして第二重合酵素の存在下での、第一認識エンドヌクレアーゼのための二本鎖 の半修飾された認識部位の一方の鎖へのニック入れであって、これによって、ニ ックを入れられて生成した3'端が伸長し、それによって、その下流にある修飾し た第一ポリヌクレオチド伸長産物のいずれの部分も置換でき、そして、第一およ び第二制限エンドヌクレアーゼそれぞれのためのニックを入れることができる第 一および第二の認識部位によって、対向する端部にて規定された、標的核酸配列 の相補体の分離コピーにハイブリダイズした標的核酸配列の分離コピーを含む第 三の二本鎖ポリヌクレオチドを形成する、ことを含む。 一本鎖ポリヌクレオチド内に認められる増幅可能な標的核酸配列のコピーを分 離するための上述した方法は、前掲した反応物のすべてを含んだ単一の反応混合 物にて実施できる。後者の好適な態様にあっては、上述したハイブリダイズ、伸 長、およびニック工程のすべてを、反応混合物を調製する以外の工程を必要とせ ずに、反応混合物にて自然発生的に進行する。しかしながら、上述した方法での 自然発生的に進行するハイブリダイズ、伸長およびニック工程のための一本鎖核 酸基質を得るために、目的とする一本鎖ポリヌクレオチドを含んだ、あるいは該 ポリヌクレオチドを含むと考えられる反応混合物は、少なくとも一つの分離工程 に適用しなければならず、同分離工程にて、反応混合物中のいかなる二本鎖核酸 も、好適な標的探索プライマーとハイブリダイズできる一本鎖核酸に分離され、 次いで、該プライマーは標的鋳型を横切って3'方向に伸びる。 従って、出願人の好適な実施態様は、一本鎖ポリヌクレオチド内に認められる 標的核酸配列のコピーを分離するための方法に関し、分離したコピーは標的核酸 配列の増幅のための使用に好適であり、この方法は; (a)反応混合物を調製し、この反応混合物は、 (i)一本鎖ポリヌクレオチド内の終端以外の箇所に標的核酸配列を含 んだ、あるいは該標的核酸配列を含むと考えられる試料; (ii)ポリヌクレオチドの一本鎖を鋳型として用いて、ハイブリダイズ したプライマーを伸長することによってデオキシリボヌクレオシド三リン酸を重 合することができる第一重合酵素、および、ハイブリダイズしたプライマーを伸 長することによってデオキシリボヌクレオシド三リン酸を重合することができ、 かつ標的核酸がDNAであれば鎖を置換することもできる第二重合酵素であって 、該第一重合酵素を、任意に該第二重合酵素と同一にすることができる、第一重 合酵素と第二重合酵素; (iii)修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸を含んだデオキシリ ボヌクレオシド三リン酸の混合物; (iv)標的核酸配列にハイブリダイズでき、かつそれとハイブリダイズ したプライマーを形成することができる第一増幅プライマーであって、3'端と5' 端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、該第一増幅プライマーの3' 端は標的核酸配列の3'端に対して相補性があり、該第一増幅プライマーの5'端は 第一制限エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された認識部位の一方の鎖 にニックを入れることができる第一制限エンドヌクレアーゼのための第一認識配 列を有している第一増幅プライマー;および (v)3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含む第二 増幅プライマーがであって、該第二増幅プライマーの3'端は標的核酸配列の相補 体の3'端に対して相補性があり、またそれに対してハイブリダイズすることがで き、該第二増幅プライマーの5'端は第二制限エンドヌクレアーゼのための第二認 識配列を有しており、該エンドヌクレアーゼが、それが認識する二本鎖の半修飾 された認識部位の一方の鎖にニックを入れることができる制限エンドヌクレアー ゼである第二増幅プライマー、を含み; (b)反応混合物中の二本鎖核酸を一本鎖に分離するための手段に、反 応混合物を適用し;および (c)ハイブリダイゼーション、プライマー伸長、およびニック入れを 行うに十分な時間だけ反応混合物を放置し、これによって、標的核酸配列の分離 コピーと標的核酸配列の相補体の分離コピーを含んだ、増幅に好適な、二本鎖ポ リヌクレオチド伸長産物が生成され、この二本鎖ポリヌクレオチド伸長産物は、 対向する端部にて、第一および第二制限エンドヌクレアーゼそれぞれのためのニ ックが入れられる第一制限部位と第二制限部位によって規定される、ことを含む 。 上述した方法を、以後、「短分離法、工程(a)-(c)」と称する。 その第二態様として、本発明は、上述したようにして取得した標的核酸配列の 分離コピーを、ポリヌクレオチド反応機構での中間体、すなわち、増幅用鋳型と して利用する標的ポリヌクレオチドの増幅方法に関する。従って、本発明の第二 態様は、ポリヌクレオチドの混合物中にある標的核酸配列を増幅するための方法 に関し、この方法は、上記工程(a)-(f)に加え; (g)標的核酸配列またはその相補体の分離コピーを増 幅し、すなわち、DNAポリメラーゼ活性を有し、かつ鎖を置換することができ る酵素、デオキシリボヌクレオシド三リン酸および修飾したデオキシリボヌクレ オシド三リン酸の混合物の存在下で、第三の二本鎖ポリヌクレオチドと、第一制 限エンドヌクレアーゼと第二制限エンドヌクレアーゼを接触することによって、 標的核酸配列またはその相補体の分離コピーを増幅し、これによって、第一およ び第二認識部位の第一および第二認識配列にニックが入れられ、ニックが入れら れたこれら部位の3'端が伸長され、新しい標的核酸配列またはその相補体が生じ 、そして、標的核酸配列の下流側のコピーまたはその相補体がプロセスの過程で 置換され;および (h)検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーが生成するに十分な時 間をかけて工程(g)を継続する、工程をさらに含む。 あるいは、ポリヌクレオチド配列内に位置する標的核酸配列を増幅する方法は 、上記工程(g)と(h)をそれぞれ工程(d)と(e)として、短分離法、工程(a)-(c)に 付加し、また、工程(g)と(h)の各工程での実施手順の読み替えを1箇所行うこと によって実施される。まず、工程(g)での「第三の二本鎖ポリヌクレオチドを接 触する」との表記を、工程(d)での「二本鎖ポリヌクレオチド伸長産物を接触す る」との表記に置き換える。次に、工程(h)での「工程(g)」との表記を、工程(e )での「工程(d)」との表記に置き換える。この段落で述べた増幅方法は、以後、 「短増幅法、工程(a)-(e)」と称する。 本発明の第三態様では、分離した標的核酸配列の増幅したコピーの存在を、従 来のDNA検出および特定法を用いて決定することで、分離した標的核酸配列、 例えば、標的核酸配列で特徴付けられた種特異性の遺伝子型の検出が、生物の遺 伝子型を 同定し、あるいは特定の生物が試験したサンプルに含有または接触したことを示 唆する。よって、検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーの存在、例えば、試 料と特定の遺伝子型または生物と関連性の有無の決定方法は、上記工程(a)-(h) に加え、以下の工程(i); (i)検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーの存在を決定し、検出 可能な量の標的核酸配列の分離コピーの存在が認められれば、標的核酸配列に関 連性のある遺伝子型や生物が試料中に存在することを示唆する、工程をさらに含 む。 他の実施態様にあっては、標的核酸配列の存在を決定する方法は、上記工程(i )を工程(f)として、短増幅法、工程(a)-(e)に付加した構成の方法がある。検出 可能な量の標的核酸配列の存在を決定する後者の方法は、以後、「短決定法、工 程(a)-(f)」と称する。 好適な実施態様にあっては、各プライマーに対して相補性を示すアンプリコン のポリヌクレオチド部分(すなわち、コピーもしくは増幅した鎖)は、これらポ リヌクレオチド部分が修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸を用いて合成 されたものであるので修飾される。その結果、末端に位置する制限エンドヌクレ アーゼ認識部位は、実質的に半修飾され、末端認識部位の領域に、プライマー自 体および修飾した相補鎖によって補佐された実質的に非修飾のヌクレオチド成分 を含む。実質的に半修飾の部位として、これら制限部位を、例えば、この部位の 一つの鎖での開裂位置の3'側直近にあるヌクレオチドが修飾されるようにするこ とで、ニックが入るようにできる(すなわち、一本鎖が開裂しやすくなる)。 二本鎖ポリヌクレオチドの各終端での制限エンドヌクレアーゼ認識部位は、異 なる制限エンドヌクレアーゼ用にデザインす ることもできる。ニックが入れられる制限エンドヌクレアーゼ認識部位は、一つ 以上の適切な制限エンドヌクレアーゼでニックをいれることができる。さらに、 一つ以上のニック用の酵素が用いられる場合、増幅方法の実行中のある時点にて 、例えば、加熱や欠かすことができない金属共同因子のキレート化によって、こ れら酵素の一つを選択的に不活性化することができる。あるいは、各酵素を異な る量で反応系に添加することもできる。これによって、この方法では、一つの鎖 の不斉的な増幅がもたらされる。ポリメラーゼ活性を有し、また、鎖を置換する ことができ、そして、好ましくは、有効なエクソヌクレアーゼ活性を欠いている 他の酵素は、末端制限エンドヌクレアーゼ認識部位のそれぞれにニックを入れる ことで生成した内部3'末端を伸長する。ニック部分から伸長していくポリヌクレ オチド合成は、ニックを入れることで生成した内部5'末端で終わるポリヌクレオ チド鎖を置換する。分離した標的核酸配列の配列情報は、ニック、伸長および置 換工程を繰り返すことで増幅される。 本発明の第三の態様は、特定の条件に関与する標的DNAまたはRNAの増幅 、さらに、ある条件に関与した標的ポリヌクレオチドの存在の検出(これに限定 されるものではないが)を含む考察に基づく該条件の存在を決定するための利用 にある。 好適な実施態様では、本発明の方法は、Cryptosporidium parvum(クリプトスポリジウムパルバム)に特徴的な標的核酸配列(もしあれば)の分離と増幅に基づいた環境水で のCryptosporidium parvumの存在を決定するために用いられる。本発明の方法で の他の好適な実施態様では、疾患状態の進行の度合いが評価される。例えば、本 発明の方法は、ヒトの乳ガンに関連した特定の対立遺伝子を検出するために用い ることができる。他 の実施態様では、本発明の方法は、サルモネラ種、クロストリジウム種 (例え ば、Clostridium botulinum(クロストリジウムボツリナム)またはClostridium perfrigens(クロストリジウムパーフリンジェンス))や、加工食品、食肉、そして乳製品に潜む他の細菌種の存 在を迅速に検出するために用いることができる。これら応用例の他に、本発明の 方法は、ヒト、他の動物、そして植物にて疾患を引き起こすウィルスの核酸を検 出するために用いることもできる。 本発明の他の態様は、本発明の方法を実施するための要素を備えたキットに関 し、このキットは; (a)鋳型の相補体から必須的になる第一産物を生成するための、デオ キシリボヌクレオシド三リン酸を重合できる重合酵素であって、鎖置換をするこ とができる重合酵素; (b)第一増幅プライマーと第二増幅プライマーを含む一対の増幅プラ イマーであって、該第一増幅プライマーが、大きなポリヌクレオチドの末端以外 の場所に位置する標的核酸配列の3'端に対して相補性を有する3'端と、半修飾し た第一認識部位にニックを入れることができる第一制限エンドヌクレアーゼのた めの第一制限配列を有する5'端を持っており、また、該第二増幅プライマーが、 標的核酸配列の相補体の3'端に対して相補性を有する3'端と、半修飾した第二認 識部位にニックを入れることができる第二制限エンドヌクレアーゼのための第二 制限配列を有する5'端を持っている、一対の増幅プライマー; (c)実質的に半修飾の制限エンドヌクレアーゼ認識部位にニックを入 れることができる1〜2個の制限エンドヌクレアーゼ; (d)デオキシリボヌクレオシド三リン酸;および (e)修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸、を 含む。 当業者が想到するように、本願発明の要旨から逸脱することなく、例えば、緩 衝剤のような他の成分、および/または、例えば、リボヌクレアーゼH活性を含 む手段のようなポリヌクレオチド鎖の分離手段をキットに加えることもできる。 本発明の実施による独特の利点は、標的核酸配列が大量の一本鎖ポリヌクレオ チドの中にあっても、さらには、そのポリヌクレオチドが、ポリヌクレオチドお よび/またはポリヌクレオチド断片の混合物の中にあっても、いかなる標的核酸 配列をも増幅できる点にある。応用範囲が広いこの増幅性能は、増幅されるいか なるポリヌクレオチドの全配列またはサブ配列にまで及ぶ。この応用範囲の広さ は、増幅計画を立案する際の視野を拡げ、そして、増幅に適した全長を持った標 的ポリヌクレオチドを生成する上で予め必要な時間とコストを事実上解消する。 本発明の他の利点は、実質的に平衡な条件下でポリヌクレオチド配列を増幅で きることにある。この実質的に平衡な条件とは、実質的に一定した温度と実質的 に非修飾の反応成分を含む。 本発明の方法の最初の工程は、標的核酸配列を含 んだ、あるいは該標的核酸配列を含むと考えられる二本鎖ポリヌクレオチド断片 、または第一ポリヌクレオチド伸長産物にハイブリダイズした一本鎖標的ポリヌ クレオチドの変性のための温度変化に関与するが、以後の増幅サイクルは温度変 化とは無縁になる。さらに、本発明のある態様においては、標的ポリヌクレオチ ドが一本鎖、例えば、RNAである場合には、反応温度の温度調整の必要性はさ らに小さくなる。しかしながら、反応が進行した後のいずれの時点においても試 薬量を調整する必要は無いので、平衡条件は維持される。さらに、反応体積も変 化しないので、直接的または間接的な作業員の操作によって、試薬濃度は調整さ れない。よって、本発明の方法は、監視や細かい操作に関するコストをかけずと も、完璧に作業を進めることができる。 本発明の方法のさらに他の利点は、二つのプライマーを用いていかなるポリヌ クレオチド配列をも増幅できる点にある。本発明では、アダプター、バンパー、 またはライゲーションプライマーを用いずに、中間増幅物にこれらプライマーの 配列を組み込んでいる。プライマーは、通常、コストのかかる合成経路によって 作られるので、本発明での増幅に必要なプライマーを最少限にできることは、本 発明の実施に要するコストを下げることになる。 本発明の無数の態様と利点は、以下の図面と詳細な説明を参照すれば明白にな るであろう。 図面の簡単な説明 図1は、本発明の方法の概略を説明している。 図2は、3つの逆転写物、AMV-RT(レーン1−4)、MMLV-RT(レーン5−8) およびSuperscript II(レーン9−12)を用いたプローブ伸長アッセイからのゲ ル濾過産物の放射能写真を表している。 図3は、プローブ伸長アッセイからのゲル濾過産物(レーン1−9)の放射能 写真を示している。 図4は、標的のコピー数との関係で増幅産物を計測するプローブ伸長アッセイ からのゲル濾過産物の放射能写真である。 発明の詳細な説明 本発明には多様な態様がある。その一態様において、本発 明は、二つの増幅プライマーと実質的に平衡な条件を用いた、一本鎖ポリヌクレ オチドからの標的核酸配列の分離方法に関し、この方法によると、非標的DNA を実質的に含まない増幅可能な標的核酸配列のコピーを迅速に得るべく、半修飾 した二つの制限エンドヌクレアーゼ認識部位の間に該コピー(およびその補体) が分離される。標的配列を含む一本鎖ポリヌクレオチドは、一本鎖のポリヌクレ オチド、あるいは二本鎖ポリヌクレオチド断片またはそれらの混合物から、当該 技術分野で周知の技術によって誘導することができる。 具体的には、その第一態様にあっては、本発明は、一本鎖ポリヌクレオチド内 に位置する標的核酸配列のコピーを分離するための方法に関し、この分離したコ ピーは標的核酸配列の増幅のための使用に好適であって、この方法は; (a)一本鎖ポリヌクレオチド内にある標的核酸配列の3'端に第一増幅 プライマーをハイブリダイズし、すなわち、該ハイブリダイゼーションが、ハイ ブリダイズした第一増幅プライマーを形成するためのものであって、該第一増幅 プライマーが、3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、該 第一増幅プライマーの3'端は標的核酸配列の3'端に対して相補性があり、該第一 増幅プライマーの5'端は第一制限エンドヌクレアーゼのための第一認識配列を有 しており、該エンドヌクレアーゼが、それが認識する二本鎖の半修飾された認識 部位の一方の鎖にニックを入れることができるものであり; (b)ハイブリダイズした第一増幅プライマーを、その3'端から伸長し 、すなわち、該一本鎖ポリヌクレオチドに相補性があり、またそこに結合してい る修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物を有する第一の二本鎖ポリヌクレオチ ドを形成するために、標的核酸配列を鋳型として用いて、デオキシリボヌ クレオシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸、そしてデオ キシリボヌクレオシド三リン酸を重合することができる第一重合酵素の存在下で 、その3'端から、ハイブリダイズした第一増幅プライマーを伸長し; (c)修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物から、一本鎖ポリヌクレ オチドを分離し; (d)修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部部位に第二増幅プ ライマーをハイブリダイズし、すなわち、該ハイブリダイゼーションが、ハイブ リダイズした第二増幅プライマーを形成するためのものであって、該第二増幅プ ライマーが、3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、該第 二増幅プライマーの3'端は標的核酸配列の相補体の3'端に対して相補性があり、 またそれに対してハイブリダイズすることができ、該第二増幅プライマーの5'端 は第二制限エンドヌクレアーゼのための第二認識配列を有しており、該エンドヌ クレアーゼが、それが認識する二本鎖の半修飾された認識部位の一方の鎖にニッ クを入れることができるものであり; (e)ハイブリダイズした第二増幅プライマーを伸長し、すなわち、修 飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物にハイブリダイズした修飾した第二ポリヌ クレオチド伸長産物を含む第二の二本鎖ポリヌクレオチドを形成するために、デ オキシリボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸 、そしてポリヌクレオチド鋳型の存在下でデオキシリボヌクレオシド三リン酸を 重合することができ、また鎖を置換することができる第二重合酵素の混合物を含 む反応混合物での、その3'端からの、ハイブリダイズした第二増幅プライマーの 伸長であって、該修飾した第二ポリヌクレオチド伸長産物が、一本鎖ポリヌクレ オチドから分離され、かつ第二認識配列と第 一認識配列の相補体との間で対向する端部に位置した標的核酸配列のコピーを含 み、修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物での第一認識配列と第二ポリヌクレ オチド伸長産物での第一認識配列の相補体が、第一認識エンドヌクレアーゼのた めの二本鎖の半修飾された認識部位を形成するものであり;および (f)第一認識エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された認識 部位の一方の鎖にニックを入れ、すなわち、第一制限エンドヌクレアーゼ、デオ キシリボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸、 そして第二重合酵素の存在下での、第一認識エンドヌクレアーゼのための二本鎖 の半修飾された認識部位の一方の鎖へのニック入れであって、これによって、ニ ックを入れられて生成した3'端が伸長し、それによって、その下流にある修飾し た第一ポリヌクレオチド伸長産物のいずれの部分も置換でき、そして、第一およ び第二制限エンドヌクレアーゼそれぞれのためのニックを入れることができる第 一および第二の認識部位によって、対向する端部にて規定された、標的核酸配列 の相補体の分離コピーにハイブリダイズした標的核酸配列の分離コピーを含む第 三の二本鎖ポリヌクレオチドを形成する、ことを含む。 本明細書で使用した「標的核酸配列」または「標的配列」の語は、標的配列の 5'および3'端の双方を越えて伸びる、大きなポリヌクレオチドにあることが知ら れている、またはそこにあると考えられる目的とする核酸配列を指す。本発明で の使用を意図している通常のポリヌクレオチドにあっては、ポリヌクレオチドは 、標的の5'および3'端の一方または双方からさらに続く1〜何千もの塩基を含み 、より一般的には、さらに続く10以上〜何千もの塩基を含み、時には、標的核酸 配列の5'および3'端の双方からさらに続く1000以上の塩基を含む。当業者で あれば、標的配列を含んだポリヌクレオチドの大きさは、目的とするゲノムの大 きさや、試料中に含まれたポリヌクレオチド(すなわち、DNAやRNA)の分 解または断片化の程度に左右されることは理解されよう。従って、本明細書で使 用した「ポリヌクレオチド」の語は、ポリヌクレオチド断片をも包含する。本発 明での使用に好適な標的核酸配列には、一本鎖RNA、二本鎖RNA、一本鎖D NA、二本鎖DNA、およびDNA−RNA二重鎖などがある。しかしながら、 第一および第二増幅プライマーのハイブリダイゼーションを実施するためには、 いかなる二本鎖ポリヌクレオチドも、その対応する一本鎖形態に変換しなければ ならない。標的核酸配列を含むポリヌクレオチドは、通常、その多くは標的配列 を含んでいない、複数の他のポリヌクレオチドを含んだ試料中に存在する。標的 核酸配列は、通常、特定の生物、動物、植物、細菌、真菌、寄生生物またはウィ ルスなどに特徴的な配列である。例えば、同じ種の生物を互いに区別したり、ま たは、例えば、同じ細菌のある株を他の株から区別したり、あるいは、例えば、 変異による遺伝変異体を識別するために、標的核酸配列が選択されることもある 。好適な標的核酸配列は、生物学的液体、組織、食品および水道水などに認めら れる、病原性細菌、ウィルス、カビ、寄生生物および真菌のような病原性生物に 関連する、または特徴的な配列である。 本発明の方法による増幅および検出に好適な標的核酸配列をもたらす病原性細 菌の例として、Bacillus anthracis(バシラスアンスラシス)、Bacillus botulinus(バシラスボツリナス )(Clostridium botulinum(クロストリジウムボツリナム))、Bacillus dysenterea(バシラスダイセンテレア )、Bacillus enteritidis(バシラスエンテリティテディス)(Salmonella enteritidis(サルモネラエンテリティディス))、Bacillus pneumoniae(バシラスニューモニエ)(Diplococcus pneumoniae(ディプロコッカスニューモニエ)、Klebsiella pneumoni ae(クレブシエラニューモニエ))、Bacillus tetani(バシラステタニ)(Clostridium tetani(クロストリジウムテタニ))、Bacillus typhosus(バシラスタイホサス)(Salmonella typhosa(サルモネラタイホサ))、 Chlamydia oculogenitalis(クラミジアオキュロゲニタリス)、Clostridium perfringens(クロストリジウムパーフリンジェンス)、Hemophilus influenzae(ヘモフィルスインフルエンザ)、Hemophilus pertus sis(ヘモフィルスパータッシス)、Mycobacteria tuberculosis(マイコバクテリウムツベルクローシス)、Neisse ria gonorrhoeae(ナイセリアゴノロロエ)、Pseudomonas aeruginosa(シュードモナスアエルギノーサ)、S higella paradysenteriae(シゲラパラダイセンテリエ)、Staphylococcus aureus(スタフィロコッカスアウレウス )、Streptococcus agalactiae(ストレプトコッカスアガラクチェ)、Streptococcus faecal is(ストレプトコッカスフェーカリス)、Streptococcus hemolyticus(ストレプトコッカスヘモリティカス)、Stre ptococcus mitis(ストレプトコッカスミチス)、Streptococcus pyogenes(ストレプトコッカスピオゲネス) 、Vibrio cholerae(ビブリオコレレ)、Vibrio comma(ビブリオコマ)、Vibrio fetus(ビブリオフェタス )、Vibrio jejuni(ビブリオジェジュニ)、Vibrio metchnikovii(ビブリオメトニコフィー)、および Vibrio niger(ビブリオニガー)がある。 これら細菌種の各々に特徴的な核酸配列は、当該技術分野で周知のものであり、 その全部または一部を、本発明の方法での標的核酸配列として使用できる。例え ば、Hemophilus influenzaeの完全ゲノムの配列は、その全文を本明細書に参考 までに採り入れた、Fleischmann et al.,Science 269:496-512(1995)にて報告さ れている。 本発明の方法による増幅および検出のための標的核酸配列をもたらすことがで きる、レトロウィルスを含むウィルスの例として、HSV-I、HSV-II、HIV、CMV、 麻疹、ポリオ、B型肝炎、C型肝炎、インフルエンザなどがある。これらウィル スの各 々に特徴的な核酸配列は、当該技術分野で周知のものであり、その全部または一 部を、本発明の方法での標的核酸配列として使用できる。例えば、その全文を本 明細書に参考までに採り入れた、Molecular Methods for Virus Detection(Dann y L.Wiedbrauk and Daniel H.Fakas編、AACCプレス、ワシントンD.C.、1995) を参照のこと。 本発明の方法は、標的核酸配列または標的配列を分離し、そして、温度と試薬 成分が実質的に一定である実質的に平衡な条件下で、二つの増幅プライマーを用 いて、これら標的に含まれた配列情報を酵素的に増幅(すなわち、コピー)する 。二つの増幅プライマーの各々は、3'末端方向に位置したポリヌクレオチド結合 領域と、5'末端方向に位置したニックを入れることができる制限エンドヌクレア ーゼ認識部位(すなわち、認識配列)の単一の鎖を含んでいる。一本鎖ポリヌク レオチドにある標的核酸配列は、プライマーを用いたDNA合成のための鋳型と して利用される。次に、新しい二重鎖の二つの鎖は分離され、各鎖を独立した鋳 型として使用し、そして、本発明の方法での二つのプライマーの一方に各鎖をア ニールする。あるいは、標的ポリヌクレオチドを含んだ一本鎖ポリヌクレオチド を破壊し、そして、残存するその相補体を、標的核酸配列のDNAコピーを合成 するための鋳型として使用する。その末端にニックを入れることができる制限エ ンドヌクレアーゼ認識部位を含む二本鎖DNAを生成させるには、ほんの数サイ クルだけが必要である。 ニックを入れることができる第一および第二の制限エンドヌクレアーゼ認識部 位は、同一であっても、相違していてもかまわない。さらに、非修飾のプライマ ーを用いて、少なくとも一つの修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸の存 在下で プライマー伸長反応を実施することで、これらの部位は、ニックを入れることが できる部位になる。あるいは、開裂されえない修飾された鎖に加工する当該技術 分野で周知の技術を用いた鎖特異性の修飾法に、二重鎖のポリヌクレオチドを供 することができる。 ニックを入れることができる部位に隣接した標的核酸配列の二本鎖の分離した DNAコピーが一旦生成すれば、温度と試薬成分の実質的に平衡な条件下で増幅 が進行する。まず、二重鎖のポリヌクレオチドの各末端にニックが入り、ニック によって生成した遊離3'末端が、鎖を置換することができる重合酵素によって伸 長される。好ましくは、重合酵素を、先在するポリヌクレオチド鎖を破壊するよ りもむしろ置換するDNAポリメラーゼとする。置換した鎖を、他の相補性増幅 プライマーにアニールし、増幅速度を幾何学的に増大せしめる機会をもたらす。 ニック、伸長および置換の工程は、例えば、再三の操作介入を必要としない単一 の反応容器を用いて、繰り返される。 標的核酸配列を有することが知られているか、または同配列を有すると考えら れるポリヌクレオチドを含む試料は、目的とする生物、または、同生物が生息す ることが知られているか、または同生物が生息していたと考えられる環境から得 られる。標的核酸配列を含むか、または同配列を含むと考えられる試料のヒトま たは動物での典型的な採取源は、血液、唾液、涙、脳髄液、滲出液、滲出物、尿 、腹水、痰、粘液、精液、骨髄、糞便などの生物学的液体;あるいは、肺、肝臓 、腎臓、脾臓、心臓、毛髪、皮膚などの組織である。標的核酸配列の他の採取源 は、植物、土壌、食品(特に、食肉、調理済食品、甲殻類および乳製品)および 水である。 好ましい実施態様にあっては、標的核酸配列は、Cryptospor idium parvumの核酸配列を含む。Cryptosporidium parvumの18S rRNA遺伝子 のポリヌクレオチド配列が、より好ましい。Cryptosporidium parvum 18S rR NA遺伝子のヌクレオチド配列は1750個のヌクレオチドを有し、GenBankデータ ベースから、L16997の受託番号で入手することができる。Cryptosporidium parv um 18S rRNA遺伝子の配列を、配列番号:1に記載した。Cryptosporidium p arvumに関して分析を行うための試料として、通常は、飲料水、表層水および糞 便などがある。 本明細書で使用した「増幅プライマー」の語は、大きなポリヌクレオチド内に 位置する標的核酸配列を、プライマー伸長によって、増幅するためのオリゴデオ キシリボヌクレオチドプライマーを意味する。増幅プライマーの3'端は、標的核 酸配列またはその相補体のいずれかの3'端にハイブリダイズする。増幅プライマ ーの3'端が、ポリヌクレオチド鎖にハイブリダイズされている場合は、増幅プラ イマーの5'端は、例えば、試料中に認められた該ポリヌクレオチド鎖にハイブリ ダイズさせる必要はない。加えて、増幅プライマーの5'端は、最小限、制限エン ドヌクレアーゼまたは制限酵素のための認識配列を有する。この認識配列は、認 識部位が半修飾部位の場合、DNA二重鎖の一方の鎖に「ニックを入れる」制限 エンドヌクレアーゼのためのものである。本明細書で使用した「ニック」の語は 、DNA二重鎖の半修飾した認識部位の二つの鎖の一方のみが、制限エンドヌク レアーゼで「ニックを入れられて」開裂されることを意味する。 本発明では、それぞれが一つ以上の制限酵素のための第一および第二認識配列 を有している、第一増幅プライマーと第二増幅プライマーの二つのプライマーを 使用している。第一および第二認識配列が、同じまたは異なる制限酵素によって 認識さ れ、またニックが入れられるようにすべく、第一および第二認識配列が同一また は相違していることも、本発明に包含される。さらに、増幅プライマーが、他の 制限エンドヌクレアーゼ認識部位のための一つ以上の認識配列を有することも、 本発明に包含される。例えば、ニックを入れるための制限エンドヌクレアーゼの ための認識配列の5'側に位置する他の認識配列は、ニックを入れることができる 制限部位に隣接した二本鎖の標的核酸配列の分離コピーを含むポリヌクレオチド 断片のクローニングに供せられる。 プライマーのポリヌクレオチド結合領域または標的結合領域は、ニックを入れ ることができる制限エンドヌクレアーゼ認識部位に対応する配列情報の単一鎖を 含んだ各プライマーでの潜在的にハイブリダイズしない部分を鑑みれば、本発明 の実施にあたって用いた条件(下記参照)下で標的核酸配列へのプライマーのア ニーリングを確実ならしめるに十分なものでなければならない。好ましくは、プ ライマーの標的結合部分は、少なくとも約16個のヌクレオチドを有し、また、標 的結合郊位は、プライマーヌクレオチドの少なくとも約40%に関与する。 好ましい増幅プライマーは、いかなるヌクレオチドも含まないオリゴデオキシ リボヌクレオチドであって、二本鎖分子にて、このプライマーは、二重鎖ポリヌ クレオチドにニックを入れることができる酵素による、ニック部位(すなわち、 ニックが入るようにデザインされたエンドヌクレアーゼ認識または制限部位)で の制限エンドヌクレアーゼ開裂を阻害する。よって、適切に形成された二重鎖ポ リヌクレオチドにプライマーが関与している場合に、ニック活性を有する酵素に よるニック部位でのプライマーポリヌクレオチドの開裂を阻害しない作用を持つ 修飾したヌクレオチドであれば、この修飾したヌクレオチドは 本発明の好ましいプライマーに含まれる。 異なる制限エンドヌクレアーゼによって認識されたニックを入れることができ る部位を導入した場合には、好ましくは、異なる制限エンドヌクレアーゼを、例 えば、加熱または金属キレート化によって、選択的に不活性化することができる 。ある例によると、あるプライマーは、BsiHKCIのための認識部位の鎖に特異的 であり、また、第二のプライマーは、AlwIのための認識部位に特異的である。Al wIは、65℃で20分間のインキュベーションによって変性するが、BsiHKCIは変性 しないため、増幅反応を65℃で20分間の条件に曝すことで、二つのニック酵素の 一方を選択的に変性することができる。そして、このような反応は、その5'端側 に向けてBsiHKCI配列を有するポリヌクレオチド鎖を非対称的に増幅する。ある いは、異なる制限エンドヌクレアーゼを、異なる活性レベルで添加することがで きる。これら考察とは別に、ニックを入れることができる、好ましい制限エンド ヌクレアーゼ認識部位は、非パリンドロームの部位である。様々な制限酵素と、 それら各々の制限部位が、本明細書に参考までに組み込んだ、米国特許第5,270, 184号(1993年12月14日発行)の第10欄第29〜68行目に開示されている。 増幅プライマーの第一および第二認識配列の機能は、半修飾した制限エンドヌ クレアーゼ認識部位を生成するための鋳型を提供することにある。本明細書で使 用した、「半修飾した制限エンドヌクレアーゼ認識部位」または「半修飾した認 識部位」とは、制限酵素のための二本鎖認識配列であって、一本の鎖は、通常、 制限酵素による鎖の切断を防止する、少なくとも1つの修飾した(または、「誘 導した」)ヌクレオチドを含んでいる。その鎖の開裂が阻止される位置に修飾し たヌクレオチド(また は、ヌクレオチド類)を含まない、半修飾した認識部位での他の鎖は、制限酵素 によって「ニック」が入れられる。通常、半修飾した認識部位とは、一本の鎖で の一つ以上の半−チオリン酸化(hemi-phosphorothioated)ヌクレオチドに関与す る部位である。修飾した認識部位を生成するために用いる、適切な制限酵素、認 識部位および修飾したdNTPは、その開示を本明細書に特に組み込んだ、米国特許 第5,270,184号(1993年12月14日発行)に開示されている。 本発明のプロセスでのデオキシリボヌクレオシド三リン酸の機能とは、鋳型と して標的を用いて標的核酸配列の相補鎖を生成し、また、鋳型として標的の補体 を用いて標的核酸配列のコピーを生成する酵素を重合するための基質の役割をこ なすことにある。一組のデオキシリボヌクレオシド三リン酸のモノマーが好まし く、少なくとも1つのモノマーが、2'-デオキシグアノシン5'-三リン酸、2'-デ オキシアデノシン5'-三リン酸、2'-デオキシシチジン5'-三リン酸、またはチミ ジン5'-三リン酸の修飾した形態である。好ましい修飾したモノマーは、2'-デオ キシシチジン5'-0-(1-チオ三リン酸)[すなわち、dCTP(αS)]である。他の好適 な実施態様にあっては、修飾したモノマーを、2'-デオキシグアノシン5'-0-(1- チオ三リン酸)、チミジン5'-0-(1-チオ三リン酸)、2'-デオキシシチジン5'-0-(1 -チオ三リン酸)、2'-デオキシウリジン5'-三リン酸、5-メチルデオキシシチジン 5'-三リン酸、または、7-デアザ-2'-デオキシグアノシン5'三リン酸とする。当 業者であれば、本発明の方法での修飾したモノマーの機能が機能されるのであれ ば、他の修飾したモノマーも本発明の範囲内に包含される。修飾したモノマーの 機能とは、ニックを入れることができる制限エンドヌクレアーゼ認識部位の生成 に寄与すること にある。この機能を具備するためには、修飾したモノマーは、ニックが入れられ る制限エンドヌクレアーゼ認識部位を含む二つのDNA鎖の一方の開裂の阻止に 寄与しなければならない。通常、修飾した核酸モノマーは、一方のポリヌクレオ チド鎖でのニック酵素の開裂部位に3'に隣接して組み込まれるが、他方の鎖での 開裂部位には3'に隣接して組み込まれない。この位置での修飾した核酸モノマー の存在は、通常、それら鎖の開裂を阻害する。ニック酵素の開裂部位に3'に隣接 している修飾したモノマーを欠いた他の鎖は、開裂され、そして、ニックが生成 する。二重鎖の認識部位での一方の鎖での開裂を阻止する他の修飾手順も、本発 明では意図している。一つ以上の核酸モノマーを修飾することも、本発明の範囲 に包含される。さらに、当業者であれば、適切な核酸モノマーまたはモノマー類 を合成後に修飾することで、修飾した核酸モノマーの新たな使用態様が得られる ことを想到するであろう。 本発明では、増幅プライマーと鋳型としての標的核酸配列を用いて、デオキシ リボヌクレオシド三リン酸(および、修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン 酸)をDNAの相補鎖に重合することができる一つ以上の重合酵素を用いる。 第一伸長工程で合成したポリヌクレオチドは、標的核酸のポリヌクレオチド配列 の相補体になる。第二伸長工程で合成したポリヌクレオチドは、第一伸長産物補 体になり、また、標的核酸配列のコピーを含む。第一重合酵素の採取源として、 原核生物、真核生物およびウィルス生物がある。本発明の第一重合酵素は、自然 に、組み換え的に、あるいは合成的に生成され、そして、ホロ酵素、酵素サブユ ニット、あるいはそれらの断片を構成する。第一重合酵素は、本発明での使用に 先駆けて、例えば、還元剤によって処理することもできる。標的核酸がRNAで ある場合は、本発明の第一重合酵素はRNA依存性DNAポリメラーゼが好まし く、また、標的核酸がDNAである場合は、DNA依存性DNAポリメラーゼが 好ましい。5'-3'(すなわち、5'-->3')エキソヌクレアーゼ活性を実質的に欠い た第一重合酵素も好ましい。他の好ましい第一重合酵素も、実質的にエキソヌク レアーゼ活性(3'-5'および5'-3'エキソヌクレアーゼ活性)を欠いている。45〜 85℃、さらに好ましくは60℃の温度でも有効な触媒活性を維持することができる 熱安定性の第一重合酵素が、さらに好ましい。熱安定性の第一重合酵素を使用す ることで、プライマーのアニーリングにも最適な温度でのポリヌクレオチド合成 の合成速度は最高になり、これによって、不要のポリヌクレオチドの生成が最小 になる。好ましい第一重合酵素には、鳥類骨髄芽球症ウィルス逆転写酵素(AMV-R T)、モロニーマウス白血病ウィルス逆転写酵素(MMLV-RT)、スーパースクリプトI I(Superscript II)転写酵素(ライフテクノロジー社、メリーランド州、ロック ビル)のような逆転写酵素、そして、E.coli DNAポリメラーゼ、E.coli D NAポリメラーゼ(クレノウ断片)、exo- E.coli DNAポリメラーゼ(クレ ノウ断片)、Bst DNAポリメラーゼ、Taq DNAポリメラーゼ、Tfl DNAポ リメラーゼ、およびTth DNAポリメラーゼのようなDNAポリメラーゼなどが あるが、これらに限定されない。逆転写酵素活性とDNAポリメラーゼ活性の双 方を有する第一重合酵素も、本発明の範囲に包含される。かような酵素によると 、逆転写活性は、RNA標的核酸配列のcDNAを生成することでRNA標的核 酸配列をコピーし、一方で、DNAポリメラーゼはDNA標的核酸をコピーする 。 本発明のプロセスでの一工程にて「修飾した第一ポリヌクレ オチド伸長産物から標的核酸配列を分離する」。標的核酸配列がRNA配列であ り、修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物がcDNAである場合の、修飾した 第一ポリヌクレオチド伸長産物から標的核酸配列を分離するための一手段は酵素 活性である。好ましくは、この酵素は、一部または全部加水分解によって、標的 配列を含むRNA鎖を消化する。例えば、RNA/DNA二重鎖はリボヌクレア ーゼH活性に曝され、一本鎖cDNAを効率良く生成する。当該技術分野では、 リボヌクレアーゼ活性は、E.coliリボヌクレアーゼHのような独特の酵素や、 効果的な触媒作用を有するその断片によってもたらされるものと認識されている 。リボヌクレアーゼH活性は、AMV-RT、MMLV-RT、または効果的な触媒作用を有 するその断片のような、リボヌクレアーゼH活性を発現する汎用性のある酵素に よってももたらされる。RNAに対して有効な酵素による分離の代替法として、 物理的手段(例えば、加熱)や化学的手段(例えば、pHの変化)によってこの分 離工程を実施することもできるが、二重鎖ポリヌクレオチドの鎖を効果的に分離 するには特異性が劣る。核酸の相補鎖を互いに分離する(すなわち、一本鎖にす る)ために、酵素的、物理的および化学的手段を用いることは、当該技術分野で は周知のことである。 本発明のプロセスでの第二の「伸長」工程では、鎖を置換することができる第 二の重合酵素が使用される(すなわち、「鋳型」に対して相補性があり、かつ双 方の相補鎖が鋳型に対してハイブリダイズできる領域において置換した鎖と実質 的に同一である他の鎖を生成するためのプライマー伸長による、「鋳型」鎖にハ イブリダイズしたポリヌクレオチド鎖の分離)。第二重合酵素は、第一伸長産物 に対して相補性があるポリヌクレオチドや、前出の括弧書きにて述べた「鋳型」 の合成を触媒する。 標的核酸配列がRNA配列である場合、第二重合酵素の活性(すなわち、DNA ポリメラーゼ活性)が必要となる。上述したように、単一の酵素に、逆転写酵素 活性とDNAポリメラーゼ活性の双方を持たすことができる。かような酵素の例 は当該技術分野で周知のことであり、例えば、AMV-RTやMMLV-RTがある。第二伸 長工程で用いる好ましい第二重合酵素は、DNA依存性のDNAポリメラーゼで ある。さらに、標的核酸がDNAである場合、第一重合酵素と第二重合酵素を同 じ酵素にすることが好ましい。このような重合酵素の例として、E.coli DNA ポリメラーゼや、触媒作用を有するサブユニットまたはその断片などがある。好 ましくは、この第二重合酵素は、エキソヌクレアーゼ活性、特に、5'-3'エキソ ヌクレアーゼ活性を欠いたものとする。例えば、(モレキュラー バイオロジー リソース社、ウィスコンシン州、ミルウォーキーから)市販されている、exo- E.coli DNAポリメラーゼ(クレノウ断片)が、好ましい第二重合酵素であ る。一方または双方の伸長工程にて使用したDNAポリメラーゼが、85℃までの 温度に耐熱性を示す重合酵素を含むことも、本発明の範囲に包含される。好まし い耐熱性のDNAポリメラーゼは、Tfl DNAポリメラーゼ、Taq DNAポリメ ラーゼ、Tth DNAポリメラーゼおよびBst DNAポリメラーゼなどがあるが、 これらに限定されない。 ニック工程の終わり、すなわち、標的核酸配列のコピーを分離するための出願 人の方法での工程(f)の終わりに、出願人の方法では、第一鎖としての標的核酸 配列の分離コピーと、第二鎖としての第一鎖にハイブリダイズした第一鎖の相補 体を含む二本鎖のポリヌクレオチドを準備しており、第一および第二制限エンド ヌクレアーゼのためのニックを入れることができる第 一および第二の認識部位の各々によって、対向する端部に、この組み合わせの二 つの鎖が定められる。 一本鎖ポリヌクレオチドに認められる標的核酸の増幅可能なコピーを分離する ための上記方法は、本明細書で述べた反応物のすべてを含んだ単一の反応混合物 にで簡便に実施できる。後者の好適な実施態様にあっては、上述したハイブリダ イズ、伸長およびニックの工程は、反応混合物を準備すること以外の作業工程を 必要とせずに、その反応混合物中にて自然に進行する。しかしながら、上述した プロセスでの第一および第二の自然進行性のハイブリダイゼーション工程のため の適切な核酸基質を準備するために、少なくとも一つの分離工程に適用され、同 分離工程にて、反応混合物中のいかなる二本鎖核酸も、好適な標的探索プライマ ーとハイブリダイズできる一本鎖核酸に分離され、次いで、該プライマーは標的 鋳型を横切って3'方向に伸びる。 従って、標的核酸配列のコピーを分離する出願人の方法での好適な実施態様を 、実際の工程に応用すると、先述した出願人の第一態様の実質的な短縮化が図れ る。よって、出願人の好適な実施態様は、一本鎖ポリヌクレオチド内に認められ る標的核酸配列のコピーを分離するための方法に関し、分離したコピーは標的核 酸配列の増幅のための使用に好適であり、この方法は; (a)反応混合物を調製し、この反応混合物は、 (i)一本鎖ポリヌクレオチド内の終端以外の箇所に標的核酸配列を含 んだ、あるいは該標的核酸配列を含むと考えられる試料; (ii)ポリヌクレオチドの一本鎖を鋳型として用いて、ハイブリダイズ したプライマーを伸長することによってデオキ シリボヌクレオシド三リン酸を重合することができる第一重合酵素、および、ハ イブリダイズしたプライマーを伸長することによってデオキシリボヌクレオシド 三リン酸を重合することができ、かつ標的核酸がDNAであれば鎖を置換するこ ともできる第二重合酵素であって、該第一重合酵素を、任意に該第二重合酵素と 同一にすることができる、第一重合酵素と第二重合酵素; (iii)修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸を含んだデオキシ リボヌクレオシド三リン酸の混合物; (iv)標的核酸配列にハイブリダイズでき、かつそれとハイブリダイズ したプライマーを形成することができる第一増幅プライマーであって、3'端と5' 端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、該第一増幅プライマーの3' 端は標的核酸配列の3'端に対して相補性があり、該第一増幅プライマーの5'端は 第一制限エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された認識部位の一方の鎖 にニックを入れることができる第一制限エンドヌクレアーゼのための第一認識配 列を有している第一増幅プライマー;および (v)3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含む第二 増幅プライマーがであって、該第二増幅プライマーの3'端は標的核酸配列の相補 体の3'端に対して相補性があり、またそれに対してハイブリダイズすることがで き、該第二増幅プライマーの5'端は第二制限エンドヌクレアーゼのための第二認 識配列を有しており、該エンドヌクレアーゼが、それが認識する二本鎖の半修飾 された認識部位の一方の鎖にニックを入れることができる制限エンドヌクレアー ゼである第二増幅プライマー、を含み; (b)反応混合物中の二本鎖核酸を一本鎖に分離するた めの手段に、反応混合物を適用し;および (c)ハイブリダイゼーション、プライマー伸長、およびニック入れを 行うに十分な時間だけ反応混合物を放置し、これによって、標的核酸配列の分離 コピーと標的核酸配列の相補体の分離コピーを含んだ、増幅に好適な、二本鎖ポ リヌクレオチド伸長産物が生成され、この二本鎖ポリヌクレオチド伸長産物は、 対向する端部にて、第一および第二制限エンドヌクレアーゼそれぞれのためのニ ックが入れられる第一制限部位と第二制限部位によって規定される、ことを含む 。 上述した方法を、以後、「短分離法、工程(a)-(c)」と称する。 上記方法の 工程(a)では、反応混合物は、核酸重合に好適な水性または実質的に水性の媒質 中に置かれる。かような媒質の使用は、当該技術分野で周知のことである。短分 離法、工程(a)-(c)の工程(b)は、二本鎖核酸を一本鎖に分離するための手段を利 用しており、分離した鎖を、標的核酸配列が当初から認められていた大量のポリ ヌクレオチドからの標的核酸配列のコピーの分離に関与する後続のハイブリダイ ゼーションと伸長反応での鋳型として機能するようにする。二本鎖核酸を二つの 一本鎖に分離するための方法は、当該技術分野で周知の方法であり、また、cD NA−RNA二重鎖が工程(a)で形成され、また標的核酸がRNAのセグメント に含まれる場合には、リボヌクレアーゼ、例えば、リボヌクレアーゼHを反応混 合物に含めたり、あるいは添加することもできる。重合酵素にもリボヌクレアー ゼ様活性を具備させることも、本発明の範囲内のことである。先に詳述した分離 手段以外に、pHなどの化学的手段や、加熱などの物理的手段がある。これら技術 はすべて当該技術分野で周知のものであり、本明細書ではこれ以上の説明は行わ ない。 標的核酸が、RNA二重鎖またはRNA−DNA二重鎖として認められるRN Aである場合や、標的核酸が一本鎖DNAまたはRNAである場合には、「短分 離法、工程(a)-(c)」の工程(b)は、通常は、一時に実施される。 標的核酸がD NAであって、DNA二重鎖またはRNA−DNA二重鎖として試料中に含まれ る場合には、この同じ工程(b)は、通常、2回に分けて実施される。 標的核酸配列とその相補体の増幅可能なコピーは、それぞれ、第一制限酵素の ための認識配列と第二制限酵素のための認識配列との間に位置するので、標的核 酸配列の分離コピーは、当初の標的核酸配列とは違って、ポリヌクレオチド断片 中の非標的核酸配列から単離される。よって、標的核酸配列とその相補体の分離 コピーは、実質的に平衡な条件下で、指数関数的に増幅することができる。 このように、第二の態様にあっては、本発明は、ポリヌクレオチドの増幅反応 にて、中間体として、すなわち、増幅鋳型として、上述したようにして取得した 標的核酸配列の分離コピーを利用する標的核酸配列の増幅方法に関する。従って 、本発明の第二態様は、ポリヌクレオチドの混合物中にある標的核酸配列を増幅 するための方法に関し、この方法は、上記工程(a)-(f)に加え; (g)標的核酸配列またはその相補体の分離コピーを増幅し、すなわち 、DNAポリメラーゼ活性を有し、かつ鎖を置換することができる酵素、デオキ シリボヌクレオシド三リン酸および修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸 の混合物の存在下で、第三の二本鎖ポリヌクレオチドと、第一制限エンドヌクレ アーゼと第二制限エンドヌクレアーゼを接触することによって、標的核酸配列ま たはその相補体の分離コピーを増幅し、 これによって、第一および第二認識部位の第一および第二認識配列にニックが入 れられ、ニックが入れられたこれら部位の3'端が伸長され、新しい標的核酸配列 またはその相補体が生じ、そして、標的核酸配列の下流側のコピーまたはその相 補体がプロセスの過程で置換され;および (h)検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーが生成するに十分な時 間をかけて工程(g)を継続する、工程をさらに含む。 本発明による方法の増幅工程は、二重鎖のポリヌクレオチドの一方の鎖の所定 箇所に、少なくとも1つのニックを入れる、すなわち、開裂を形成する。長鎖の 一本鎖での開裂に加えて、本発明では、二重鎖のポリヌクレオチドの双方の鎖に 、個別にニックを入れることで、同時に開裂を形成することも意図している。し かしながら、かような開裂の同時形成は、標的配列の同じ部位に行うことはでき ない。各鎖での開裂は、開裂位置の間にある標的核酸配列を、浮き彫りに、すな わち、実質的に規定するものでなければならない。実質的に半修飾の制限エンド ヌクレアーゼ認識部位と同種の制限エンドヌクレアーゼとを組み合わせることで 、良好なニック活性が得られる。半修飾の認識部位にニックを入れることができ る制限エンドヌクレアーゼには、AccI、AlwI、AvaI、BsaI、BsiHKCI、BsmI、Bso BI、BsrI、BstXI、DpnI、Fnu4HI、FokI、HincII、HindIII、HphI、MspI、NciI、 NlaIV、NspI、Pf1MIおよびTth111Iなどがあるが、これらに限定されない。ニッ クを入れるために特に好適なものは、BsiHKCIとその認識部位であって、この部 位は、dCTP(αS)を組み込むことで半修飾されている。当業者であれば、本発明 の二重鎖ポリヌクレオチドにニックを入れるための他の手段を思いつくであろう 。例えば、複製酵素は、二重 鎖ポリヌクレオチドの一本鎖に開裂を形成することができる。あるいは、DpnI認 識部位の一本鎖に特異的なプライマーを、damメチラーゼを用いてメチル化する ことができる。そして、DpnIがメチル化したDNA鎖だけを開裂するので、非修 飾の核酸モノマーとニック酵素としてのDpnIによって、アンプリコン(すなわち 、ニックを入れることができる部位に隣接する標的核酸配列の分離および増幅さ れたコピー)が生成する。 さらに、認識部位の二つの核酸鎖の一方に選択的にニックを入れるように制限 酵素活性を変化せしめる制限エンドヌクレアーゼの修飾も、本発明にあっては機 能する。例えば、FokIのようなIIS型の制限エンドヌクレアーゼを、その二つの 開裂中心の一方を不活性化する部位特異的突然変異誘発によって再加工すること で、再加工した酵素がその基質の二つの開裂部位の一方のみを開裂するように加 工でき、これによって、本発明によるニック酵素が得られる。 飽和量のデオキシリボヌクレオシド三リン酸と修飾したデオキシリボヌクレオ シド三リン酸を使用するので、増幅工程を実施する時間は、重合酵素の活性と温 度に依存している。通常、増幅時間は、約60分間である。 あるいは、一本鎖ポリヌクレオチド内に位置する標的核酸配列を増幅する方法 は、上記工程(g)と(h)をそれぞれ工程(d)と(e)として、短分離法、工程(a)-(c) に付加し、また、工程(g)と(h)の各工程での実施手順の読み替えを1箇所行うこ とによって実施される。まず、工程(g)での「第三の二本鎖ポリヌクレオチドを 接触する」との表記を、工程(d)での「二本鎖ポリヌクレオチド伸長産物を接触 する」との表記に置き換える。次に、工程(h)での「工程(g)」との表記を、工程 (e)での「工程(d)」との表記に置き換える。この段落で述べた増幅方法 は、以後、「短増幅法、工程(a)-(e)」と称する。 本発明の第三態様は、標的核酸配列の存在を決定する方法に関する。具体的に は、本発明は、一本鎖ポリヌクレオチド内にある標的核酸配列の存在を決定する 方法を包含しており、該方法は、上記工程(a)-(h)に加え、以下の工程(i); (i)検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーの存在を決定し、検出 可能な量の標的核酸配列の分離コピーの存在が認められれば、標的核酸配列に関 連性のある遺伝子型や生物が試料中に存在することを示唆する、工程をさらに含 む。 好適な実施態様にあっては、本発明の方法は、Cryptosporidium parvumが含ま れていると考えられる試料中のCryptosporidium parvumの病原存在を決定するた めに用いられる。Cryptosporidium parvumの病原存在は、本発明の工程(a)-(i) の方法に試料を供することによって決定される。Cryptosporidium parvumの核酸 の存在を、Cryptosporidium parvumの18S rRNA遺伝子の一部を増幅することによ って検出するために、二つの増幅プライマー、P1とP2、を用いた。P1のヌクレオ チド配列を配列番号:2に、そして、P2のヌクレオチド配列を配列番号:3に記 載した。電気泳動で分画した反応産物を含んだ染色ゲルの視覚化を含めた、DN A検出のための一つ以上の様々な技術を、増幅した標的核酸配列の検出のために 用いる。さらに、放射標識を応用した検出システムを利用するプローブ伸長アッ セイ法も使用できる(下記を参照のこと)。かような検出技術は従来技術であっ て、当該技術分野では周知のものである。 他の好適な実施態様にあっては、ヒトの乳癌の罹病性が決定される。具体的に は、女性または男性(すなわち、保菌者)患者から得たゲノミックDNAを含む 試料を、標的核酸配列の 採取源として用いる。乳癌および卵巣癌の遺伝的兆候と深く関係する対立遺伝子 の診断のための変異部位を規定するゲノミックDNA配列にアニールするために 、プライマーをデザインする。具体的には、染色体17q21.1上のでの変異は、乳 癌および卵巣癌の高い罹病率と関連がある。かような変異に関してヘテロ接合型 の女性では、生存中の乳癌の罹病率が85%であり、また、卵巣癌の罹病率が63% である。その全文を本明細書に参考までに取り入れた、Boyd et al.,”A Human BRCA1 Gene Knockout,”Nature 375:541-542 (1995)を参照のこと。BRCA1遺伝 子は、1990年にマッピングされ、1863個のアミノ酸のタンパク質をコードする24 個のエクソンを有している。本明細書に参考までに取り入れた、Hall et al., Science 250:1684-1689(1990)を参照のこと。BRCA1遺伝子は、すでに単離されて いる。両者共に本明細書に参考までに取り入れた、Simar et al.,Nature Genet .8:392-398 (1994)とMiki et al.,Science 266:66-71 (1994)を参照のこと。 これら癌に罹患した80以上の家族について、BRCA1の生殖系列変異が同定されて いる。それぞれ本明細書に参考までに取り入れた、Futreal et al.,Science 26 6:120-122 (1994)、Friedman et al.,Nature Genet.8:399-404 (1994)、およ びSchattuck-Eidens et al.,A.J.Med.Ass.273:535-541(1993)を参照のこと 。Boyd et al (1995)は、乳癌および/または卵巣癌の罹病率が高い家族に、BRC A1配列、すなわち、エクソン11の第2800位の二つの「A」ヌクレオチド(AA2800) の欠失が認められ、これが第2820位のヌクレオチドにストップコドンをもたらす ことを報告している。Friedman et al (1994)も、同じAA2800での変異を報告し ている。本発明の増幅方法は、上述したような、既知の変異を増幅するために用 いること ができ、変異アンプリコンが検出されれば、その存在は、変異が検出された女性 の乳癌および/または卵巣癌の危険性の増大につながる。例えば、BRCA1の既知 配列と欠失(AA2800)に関係する配列を用いることで、その3'端の末端の2つの塩 基が、2塩基欠失(AA2800)箇所の上流側の2つの塩基に対して相補性を有する第 一増幅プライマーが構築される。BRCA1のエクソン11のための既知の配列を用い ることで、下流側の相補体とハイブリダイズする第二増幅プライマーが構築され る。上述したようにして構築した第一増幅プライマーは、変異(AA2800)とだけに 完全にハイブリダイズすることができる。この変異を欠いたBRCA1対立遺伝子で は、第一増幅プライマーの3'端はハイブリダイズせず、また、増幅産物を生成し ない。逆に、この変異を有するBRCA1遺伝子では、変異は検出可能な量にまで増 幅される。 他の態様にあっては、本発明の方法を、BRCA1遺伝子の24個のエクソンの一部 または全部での変異を検出するためのスクリーニング技術として使用する。例え ば、文献に開示されたBRCA1遺伝子の配列にならって、その3'端が、目的とする 標的エクソンの3'端(または、それに対するイントロン3')に結合するように第一 増幅プライマーをデザインする。本発明による第二増幅プライマーは、目的とす る標的エクソンの相補体の3'端(または、それに対するイントロン3'の相補体)に 結合するようにデザインした3'端を有する。例えば、半修飾した認識部位を形成 することができる認識配列と認識酵素に関する、米国特許第5,270,184号公報の 第10欄の記述を参照のこと。これらプライマーは、既知のBRCA1遺伝子の目的と する標的エクソンを規定するようにデザインする。本明細書に参考までに取り入 れた、Nowak,Science 268:1700-1701(1995)も参照 のこと。増幅したエクソン(すなわち、標的核酸配列)を、乳癌の兆候の大きさ に関連する遺伝子座での変異を探すために、一本鎖配座多形現象(SSCP)のような 、当該技術分野で周知の技術を用いて、電気泳動的に分離することができる。 他の態様にあっては、増幅プライマーは、遺伝病であるアタキシア毛細血管拡 張の診断上の手がかりとして知られている、ATM遺伝子の領域を規定する。本明 細書に参考までに取り入れた、Savitsky et al.,Science 268:1749-1753(1995) は、マッピングと、この疾病の原因である単一遺伝子のcDNAの一部を報告し ている。本発明の方法で生成したアンプリコンは、当該技術分野で標準的な技術 を用いた、ヒトの遺伝子型の一部の迅速な決定に馴染む。関連するヒトの遺伝子 型の一部に関する知見も、特定の疾患の特徴を発現する性質など、哺乳類の特定 の状態の決定を促す。この知見は、予防処置(すなわち、遺伝相談)を含めた治 療作業の指針を提供するものである。 他の態様にあっては、HIV-1ゲノムに含まれる、逆転写酵素(RT)、HIV-1プロテ アーゼ、あるいはインテグラーゼ、調節タンパク質(Tat、REV、Nef)、あるいは ビリオン構造タンパク質および補助タンパク質(Env、Gag、Vif、Vpr、Vpu)の ような構造タンパク質をコードする既知の核酸配列を増幅することによって、本 発明の標的核酸配列の検出方法を、HIV-1のようなレトロウィルスの存在を検出 するために用いられる。特に、HIV-1 RTの既知配列を使用することで、RT(RN AまたはそのcDNAのいずれか)の少なくとも一部分をコードする標的核酸配 列の3'端にハイブリダイズする3'端を有する第一のプライマーと、標的配列の相 補体の3'端にハイブリダイズする3'端を有する第二の増幅プライマーからなる、 一対のプライマーが本 発明に従って調製される。本発明の方法で用いる二つの増幅プライマーは、標的 核酸配列の領域を規定し、プライマー当たり約16個以上の相補的な塩基を必要と しないので、目的とする標的核酸配列に対向する端部の部分配列が既知であって も本発明の方法は十分に機能する。この実施態様にあっては、各増幅プライマー は、半修飾した認識部位にニックを入れることができる制限エンドヌクレアーゼ のための認識配列をその5'端に有している。デオキシリボヌクレオシド三リン酸 と、上記工程(a)〜(i)に記載の修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸の存 在下で、上述した増幅プライマーと、HIV-1を含むと考えられる試料から得た核 酸を用いることで、本発明の方法は、試料中のHIV-1 RTを増幅し、そして、それ を検出する。上記した本発明の検出方法は、AZT、DDC、DDI、3TCなどのDNA合 成中に連鎖反応停止剤として機能する抗RT剤を用いた薬物療法で認められる、急 速に変異するRTなどのHIV-1の標的核酸配列の増幅にも適応できる。 他の実施態様にあっては、標的核酸配列の存在を決定する方法は、上記工程(i )を工程(f)として、短増幅法、工程(a)-(e)に付加した構成の方法がある。検出 可能な量の標的核酸配列の存在を決定する後者の方法は、以後、「短決定法、工 程(a)-(f)」と称する。 本発明の他の態様は、本発明の方法を実施するための要素を備えたキットに関 し、このキットは; (a)鋳型の相補体から必須的になる第一産物を生成するための、デオ キシリボヌクレオシド三リン酸を重合できる重合酵素であって、鎖置換をするこ とができる重合酵素; (b)第一増幅プライマーと第二増幅プライマーを含む一対の増幅プラ イマーであって、該第一増幅プライマーが、大 きなポリヌクレオチドの末端以外の場所に位置する標的核酸配列の3'端に対して 相補性を有する3'端と、半修飾した第一認識部位にニックを入れることができる 第一制限エンドヌクレアーゼのための第一制限配列を有する5'端を持っており、 また、該第二増幅プライマーが、標的核酸配列の相補体の3'端に対して相補性を 有する3'端と、半修飾した第二認識部位にニックを入れることができる第二制限 エンドヌクレアーゼのための第二制限配列を有する5'端を持っている、一対の増 幅プライマー; (c)実質的に半修飾の制限エンドヌクレアーゼ認識部位にニックを入 れることができる1〜2個の制限エンドヌクレアーゼ; (d)デオキシリボヌクレオシド三リン酸;および (e)修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸、を含む。 第一認識配列と第二認識配列が互いに同一であっても、相違していても、それ らは本発明の範囲内に包含される。加えて、上述したキットは、RNA依存性の DNAポリメラーゼをさらに具備することができる。さらに、キットに用いた酵 素の活性を効率的に維持するに十分な緩衝液とイオンをキットに具備することも 、本発明の範囲内に包含される。本発明のキットにあっては、酵素は、凍結乾燥 状態または安定化溶液中に置かれた状態で提供される。 好適な実施態様にあっては、グリセロールで安定化した緩衝溶液中に置かれ、 かつ−20℃に保たれた状態で提供される。 キットには、AMV逆転写酵素、リボヌクレアーゼH、BstDNAポリメラーゼ、Bs iHKCI、および、ウシ血清アルブミン、塩化マグネシウム、他の塩類、マニトー ルおよびトレハロースを含んだ酵素希釈緩衝剤が具備されている。当業者であれ ば、他 の酵素、酵素サブユニット、およびこれらの断片でも、本発明によるキットに利 用できることに気づくであろう。本発明のキットに用いられるデオキシリボヌク レオシド三リン酸には、2'-デオキシグアノシン5'-三リン酸、2'-デオキシアデ ノシン5'-三リン酸、チミジン5'-三リン酸、および2'-デオキシシチジン5'-三リ ン酸からなるグループの4物質の内の3物質を含むが、但し、このキットで利用 されなかった1つのデオキシリボヌクレオシド三リン酸は、数あるその修飾体の 一形態にて利用される。本発明で用いられる修飾したデオキシリボヌクレオシド 三リン酸は、すでに記載した通りである。好ましい修飾したデオキシリボヌクレ オシド三リン酸は、2'-デオキシグアノシン5'-0-(l-チオ三リン酸)、2'-デオキ シアデノシン5'-0-(1-チオ三リン酸)、チミジン5'-0-(1-チオ三リン酸)、および 2'-デオキシシチジン5'-0-(1-チオ三リン酸)である。他の実施態様では、塩化テ トラメチルアンモニウムや、塩化テトラエチルアンモニウムを、反応成分に加え ることができる。 本発明の好ましいキットにあっては、以下のものが、1.4ml容の標準型ネジ込 み口金式の、ガスケットを施したマイクロ遠心管に入れられる。10×緩衝液スト ックは、350mM K・PO4(pH7.6)からなる溶液の0.5mlを含んでいる。第二の管では 、他の試薬の10×ストックは、102mM塩化マグネシウム、7.0mM Tris-塩酸(pH 7. 9)、34mM塩化カリウム、7.0mMジチオトレイトール、20%(w/v)マルチトール、お よび13.4%(w/v)トレハロースを含む溶液の0.5mlを含んでいる。5mM dGTP、5m MdATP、5mM TTP、および14mM dCTP(αS)からなる10×ストック溶液の0.5mlが仕 込まれた第三の管に、デオキシリボヌクレオシド三リン酸が入れられる。−20℃ に維持された安定化したグリセロール溶液中に置かれた800単位のAMV逆転写酵素 、24単 位のE.coliリボヌクレアーゼH、800単位のBstDNAポリメラーゼ、15,000単 位のBsiHKCI、および7.0mg/mlのウシ血清アルブミンからなる10×ストック溶液 の0.5mlが仕込まれた第四の管にタンパク質が入れられる。このように調製され た本発明のキットは、従来の増幅反応を100回行うに十分な試薬を備えている。 キットの利用者は、標的核酸配列を含んだ、または同配列を含むと考えられる試 料を準備する。二つのプライマー(例えば、配列番号:2および3;0.5μM)の各 々は、各プライマーの3'末端の近くに少なくとも約16個の塩基からなる標的結合 部位を有している。二つのプライマーの各プライマーの5'末端の近くには、BsiH KCIのための認識部位の鎖を特定する配列、5'-CTCGGG-3'(すなわち、認識配列 )がある。本発明の方法での熱変性工程のために、緩衝液と、デオキシリボヌク レオシド三リン酸、試料核酸およびプライマーとを組み合わせて用いる。例えば 、100℃で、2分間のインキュベーションを含む変性工程を利用する。例えば、 約60℃で、2分間といった好適なアニーリング温度でのインキュベーションに続 いて、残りの反応成分を添加して、そして、例えば、約60℃で、60分間反応を進 行せしめる。 分離および/または増幅手順 本発明の方法で実行した分離/増幅の手順を、図1aと1bに示した。例示の目的 で、一本鎖ポリヌクレオチド1内にある標的核酸配列に関する実施態様を説明す る(図1a)。最初に、標的核酸配列(例えば、RNAまたはDNA)から推定した 配列データを、二つのプライマー、(+)プライマー2と(-)プライマー5をデザイ ンするために用いた。各プライマーは、その5'端に向けて、分離および増幅する 間に生成した二本鎖の半修 飾DNAにニックを入れる制限エンドヌクレアーゼのための制限エンドヌクレア ーゼ認識配列を含んでいる。(+)プライマー2の3'端は、ポリヌクレオチド1内 にある標的核酸配列の3'端と相補性のある配列を示す標的結合領域を含む。(-) プライマー5の3'端は、相補性の(+)鎖3に認められる配列である、ポリヌクレ オチド1内にある標的核酸配列の相補体の3'端と相補性のある配列を示す標的結 合領域を含む。ポリヌクレオチド1内にある(+)プライマー2の標的結合領域と( -)プライマー5の標的結合領域の相補体は、二つのプライマーならびに分離およ び増幅されるプライマー配列それ自体の間にあるポリヌクレオチド部分であるの で、標的核酸配列の範囲を定める。 標的核酸配列が二本鎖である場合には、増幅手順は、例えば、ポリヌクレオチ ド変性による分離工程(図示せず)から始まる。例えば、当該技術分野で標準的 な技術を用いて、加熱したり、pHを変化させることで変性させることができる。 好適な実施態様にあっては、二つのプライマー、(+)プライマー2および(-)プラ イマー5と、デオキシリボヌクレオシド三リン酸(その内の少なくとも一つは修 飾されたものである)、緩衝剤および塩類を含んだ混合物の存在下で、反応物を 加熱することで、鎖は分離される。とりわけ、数分間にわたって反応物を65〜10 0℃の温度にまで高めることで、鎖は分離される。特に好ましくは、100℃で2分 間インキュベーションして、鎖は分離される。標的ポリヌクレオチドを含むと考 えられるポリヌクレオチド1に(+)プライマー2がアニールするように、適切な 温度、例えば、60℃にまで温度を下げる(図1aの工程I、図示せず)。 ポリヌクレオチド1がRNA分子である図1aの工程IIにあっては、鋳型特異的 核酸重合をすることができる重合酵素、例え ば、逆転写酵素のようなRNA依存性DNAポリメラーゼが、鋳型としてポリヌ クレオチド1を用いた第一増幅プライマー、(+)プライマー2の伸長によって、 相補性の(+)鎖3を合成する。ポリヌクレオチド1がRNAである時、逆転写酵 素は、相補性の(+)鎖3(この場合cDNAである)の合成を触媒する好ましい 酵素である。この反応は、デオキシリボヌクレオシド三リン酸と少なくとも一つ の修飾されたデオキシリボヌクレオシド三リン酸の存在下で進行する。DNAポ リメラーゼや逆転写酵素のような重合酵素による(+)プライマー2の伸長は、相 補性の(+)鎖3を形成する。ポリヌクレオチド1への相補性の(+)鎖3のハイブリ ダイゼーションは、部分的に二重の(すなわち、部分的に二本鎖の)ポリヌクレ オチドである産物4を生成する。相補性の(+)鎖3は、当該技術分野で公知の方 法によって、ポリヌクレオチド1から分離される。ポリヌクレオチド1がRNA 分子である場合、好ましくは、RNA/DNA二重鎖に関与するRNAポリヌク レオチド1を選択的に分解する酵素を用いて分離が行われ、これは図1aの工程II Iにて部分的に分解したポリヌクレオチド1'を示す破線で描かれている。RNA /DNA二重鎖のRNA鎖に選択的に作用し、かつリボヌクレアーゼH活性を備 えた酵素を含んだ酵素が、好適な酵素である。この工程は、リボヌクレアーゼH 活性を備えた逆転写酵素あるいは別のリボヌクレアーゼH酵素によって触媒され る。好ましい酵素は、E.coliリボヌクレアーゼH酵素である。効果的に鎖を分 離するための他の方法として、混合物の加熱や、pH調整などがある。部分的に分 解したポリヌクレオチド1'に関する段階を経る/経ないにせよ、最終的には、工 程IVに示したように、相補性の(+)鎖3は機能的な一本鎖になる。 工程Vにて、相補性の(+)鎖3は、第二増幅プライマー、(-) プライマー5と接触する。この(-)プライマー5を、(-)プライマー5の3'結合領 域の配列と実質的に同一の配列である、標的核酸配列の一端を規定する配列に相 補的な配列を含む相補性の(+)鎖3の領域にアニールする。本明細書で規定した ように、ウラシルからチミン、そしてリボースからデオキシリボースへの置換が 主たる相違点である、実質的に同一の情報を抱えたRNAやDNA配列は、実質 的に同一の配列であり、また互いのコピーを構成する。 工程VIにて、鋳型としての相補性の(+)鎖3と、少なくともその内の一つが修 飾されているデオキシリボヌクレオシド三リン酸を用いて、(-)プライマー5は 伸長される。この伸長反応は、相補性の(+)鎖3と共に、部分的に二重鎖を有す るポリヌクレオチド7に関与する修飾した(-)鎖6を生成する(工程VI)。 部分的に二重鎖を有するポリヌクレオチド7は、修飾が不完全な二つの鎖を含 む。修飾した(-)鎖6と相補性の(+)鎖3の各鎖の5'端は、非修飾の制限エンドヌ クレアーゼ認識配列を含む非修飾のプライマー配列によってもたらされる。(-) 鎖6の5'端は(-)プライマー5によって、また、相補性の(+)鎖3の5'端は(+)プ ライマー2によってもたらされる。従って、部分的に二重鎖を有するポリヌクレ オチド7での一本鎖処理された制限エンドヌクレアーゼ認識部位は、この部位の 形成にあたって非修飾の(+)プライマー2が関与しているため、実質的に半修飾 された認識部位である。図1aと1bに、ニックを入れられる制限エンドヌクレアー ゼ認識部位を、異なる模様を付けた並置した箱として表している。並置した箱相 互の境界は、開裂部位である。 工程VIIにて、部分的に二重鎖を有するポリヌクレオチド7 での半修飾した制限エンドヌクレアーゼ認識部位は、一本鎖の非修飾制限エンド ヌクレアーゼ配列の制限エンドヌクレアーゼ(例えば、BsiHKCI)による開裂によ ってニックが入れられる。このニックによって、上流(+)鎖8と下流(+)鎖9が生 成し、この双方の鎖はニックの入っていない修飾した(-)鎖6にアニールされて いる。上流(+)鎖8は、修飾した(-)鎖6に対して相補性がある他のポリヌクレオ チド鎖との合成のために利用できる遊離3'端を有している。 工程VIIIにて、上流(+)鎖8の3'端は、修飾した(-)鎖6に対して相補性がある 修飾した(+)鎖10を形成するために伸長される。この工程で、(+)鎖9はプロセス から外される。(-)鎖6に修飾した(+)鎖10をアニーリングすると、非標的DNA を実質的に含まない二本鎖ポリヌクレオチド断片11が生成する。二本鎖ポリヌク レオチド断片11での非標的DNAとは、主として、導入された二つの制限エンド ヌクレアーゼ認識部位である。よって、二本鎖ポリヌクレオチド断片11とは、本 発明の方法による増幅に好適な、標的核酸配列の分離コピーの二本鎖形状である 。二本鎖ポリヌクレオチド断片11は、実質的に半修飾で、ニックを入れることが できる二つの制限エンドヌクレアーゼ認識部位を有しており、それはこの断片の 各終端に位置している。二本鎖ポリヌクレオチド断片11でのニックを入れること ができるこれら二つの制限エンドヌクレアーゼ認識部位は、同一であっても、相 違していてもよい。 図1bによると、二本鎖ポリヌクレオチド断片11は、半修飾した制限エンドヌク レアーゼ認識部位(工程IX)でのニック入れプロセスと、ニックにより生じた3' 端の伸長からなる処理サイクルに付され、標的核酸配列またはその相補体(工程 X)を含む下流鎖の鎖が置換される。具体的には、新しい(+)鎖15が、 上流(+)鎖8を伸長することで形成される。新しい(+)鎖15の合成によって、先在 する置換した(+)鎖12が外れる。図1bには図示していないが、置換した(+)鎖12は (-)プライマー5に結合する。(-)プライマー5を伸長することで、新しい(-)鎖1 6(図示せず)が生成する。合成が進むと、置換した(-)鎖13に新しい(+)鎖15が ハイブリダイズし、工程XIaに示したような、新しい二重鎖17を形成する。新し い二重鎖17は、ニックを入れることができる一つの再生した制限エンドヌクレア ーゼ認識部位を含む。その部位にニックを入れると新しい(+)鎖15が開裂し、上 流(+)鎖8と小さな下流(+)鎖19(工程XIIa)を形成する。工程XIIIaにて、上流(+) 鎖8を伸長することで、新しい(+)鎖15の他のコピーが生成する反面、小さな下 流(+)鎖19が外れていく。工程XIVaにて、伸長反応が終了すると、置換した(-)鎖 13にハイブリダイズした新しい(+)鎖15の完全なコピーが生成し、これによって 、新しい二重鎖17が再生する。新しい二重鎖17は、工程XIIa、XIIIaおよびXIVa に改めて付される。置換した小さな下流(+)鎖19(工程XVa)は、(-)プライマー5 にハイブリダイズする(工程XVIa)。(-)プライマー5の伸長によって新しい(-)鎖 16のコピーが生成し、また、鋳型として(-)プライマー5の配列を用いて小さな 下流(+)鎖19を伸長すると、置換した(+)鎖12のコピーが生成する(工程XVIIa)。 合成が進むと、新しい(-)鎖16に置換した(+)鎖12がハイブリダイズし、これによ って、工程XIIbでの基質として機能する新しい二重鎖18のコピーが形成される。 同様の反応系が、上流(-)鎖14と置換した(-)鎖13に関する操作に用いられる(工 程X)。 工程XIbにて、上流(-)鎖14を伸長することで、新しい(-)鎖16が生成し、先に アニールした置換した(-)鎖13が外される。置換した(-)鎖13は(+)プライマー2 にハイブリダイズし、そし て、(+)プライマー2を伸長することで、置換した(-)鎖13にハイブリダイズした 新しい(+)鎖15が生成し、これは新しい二重鎖17(図示せず)のコピーを生成す る。工程XIIbにて、新しい二重鎖18に関与する新しい(-)鎖16にニックが入れら れ、これによって、上流(-)鎖14と小さな下流(-)鎖20が生成する。上流(-)鎖14 の伸長によって新しい(-)鎖16が生成し、また、小さな下流(-)鎖20が外される( 工程XIIIb)。工程XIVbにて、新しい(-)鎖16が置換した(+)鎖12ハイブリダイズし 、新しい二重鎖18のコピーが生成するので、(-)鎖16のコピーの合成が完了する 。次いで、新しい二重鎖18は、工程XIIb、XIIIbおよびXIVbに改めて付される。 置換した小さな下流(-)鎖20(工程XVb)は、(+)プライマー2にハイブリダイズ する(工程XVIb)。(+)プライマー2の伸長によって新しい(+)鎖15のコピーが生成 し、また、鋳型として(+)プライマー2を用いて小さな下流(-)鎖20を伸長すると 、置換した(-)鎖13が生成する(工程XVIIb)。新しい(+)鎖15が置換した(-)鎖13に ハイブリダイズするので、新しい二重鎖17のコピーが生成し、これは工程XIIaに 送られる。増幅プロセスが進行している間、これら工程は繰り返されることにな る。 本方法で用いた(+)プライマー2と(-)プライマー5は、一般に、それぞれヌク レオチド約40個の長さを有している。(+)プライマー2と(-)プライマー5の標的 結合部位は、標準的な反応条件によってもたらされる高いストリージェントなハ イブリダイゼーション条件下で、標的鋳型に結合しうるような相補性を発現する 配列とすべきである。実験例 1.RNA標的ポリヌクレオチドの増幅 すべての薬品を、試薬レベルのもので揃えた。モロニーマウス白血病ウィルス 逆転写酵素とスーパースクリプトII(Superscript II)転写酵素を、ライフテクノ ロジー社(メリーランド州、ロックビル)から購入した。T3 RNAポリメラーゼを 、アンビオン社(テキサス州、オースティン)のアンビオンマキシスクリプト(A mbion Maxiscript)キットから調達した。他のすべての酵素は、モレキュラー バイオロジー リソース社(ウィスコンシン州、ミルウォーキー)から調達した 。ポリヌクレオチドを合成し、そして、シンセティック ジェネティックス(Sy nthetic Genetics;カリフォルニア州、サンディエゴ)によってゲル濾過した。 RNA鋳型を、Ambion Maxiscriptキットを用いて、製造者の指示に従って調 製した。要するに、プラスミドpCPV4.7の約2μgの転写によってRNA鋳型を調 製した。プラスミドpCPV4.7は、Cryptosporidium parvum由来の18S rRNA遺伝子 を含んでいる。(このプラスミドは、ジョージア州、アトランタの疾病コントロ ールセンターのノーマン ピニアゼク(Norman Pieniazek)氏から提供された。) このプラスミドは、18S rRNA遺伝子に近接するT3 RNAポリメラーゼプロモータ一 を含んでおり、このプロモーターは該遺伝子を発現するよう適切に組み込まれて いる。このプラスミドは、PvuIIによる制限エンドヌクレアーゼ消化によって線 状化され、そして、T3 RNAポリメラーゼとAmbion Maxiscriptキットを用いて、i n vivoにて転写される。反応生成物を、DNAが完全に除去されるよう、リボヌ クレアーゼを含まないデオキシリボヌクレアーゼIで二回洗浄した。転写物を、 アガロースゲルにて、既知の標準物 との比較によって定量した。1.5μgの純粋転写物が得られた。反応成分の最終濃 度は、通常、35mMリン酸カリウム(pH 7.6)、1.4mM dCTP(αS)、0.5mM dATP、0.5 mM dGTP、0.5mM dTTP、0.7mg/mlウシ血清アルブミン、10.2mM塩化マグネシウム 、0.7mM Tris-塩酸(pH 7.9)、3.4mM塩化カリウム、0.7mMジチオトレイトール、 2%マルチトール、1.34%トレハロース、4〜8単位のAMV逆転写酵素、0.12〜0 .24単位のE.coliリボヌクレアーゼH、8単位のBst DNAポリメラーゼ、150単 位のBsiHKCI、および、後述する各実験にて記載した可変量のRNA鋳型であり 、最終反応体積を50μlとする。これら試料は、プライマーP1とP2も、各0.5μM の濃度で含んでいる(下記参照)。さらに、この反応成分は、1〜100mMの濃度 の塩化テトラメチルアンモニウムや塩化テトラエチルアンモニウムを任意に含む 。 P1のヌクレオチド配列、5'-ACCCCATCCAATGCATGTc/tcgggTCGTAGTCTTAACCAT-3' を、配列番号:2として記載した。[プライマーP1は、図1aと1bの(+)プライマ ー2に対応する。]P2のヌクレオチド配列、5'-CGATTCGGCTCCAGACTTc/tcgggTGCT GAAGGAGTAAGG-3'を、配列番号:3として記載した。[プライマーP2は、図1aと1 bの(-)プライマー5に対応する。]上記したP1とP2の配列において、BsiHKCIの ための制限エンドヌクレアーゼ認識配列に対応する配列を小文字で示し、そして 、スラッシュ箇所は、制限エンドヌクレアーゼ開裂部位またはニックが入る部位 である。3'から各制限エンドヌクレアーゼ認識配列までの配列が、P1とP2の標的 結合領域である。 リン酸塩緩衝液、ヌクレオチド、プライマーおよび鋳型を含んだ40μlの試料 を、濃縮した試薬を用いて調製した。鋳型を変性するために、試料を、2分間で 、100℃にまで加熱した。次いで、残りの反応成分、すなわち、ウシ血清アルブ ミン、塩 化マグネシウム、Tris-塩酸(pH 7.9)、塩化カリウム、ジチオトレイトール、マ ルチトール、トレハロース、逆転写酵素、Bst DNAポリメラーゼ、BsiHKCIお よびリボヌクレアーゼHを含んだ酵素混合物を添加する前に、試料を、2分間で 50℃にまで冷却した。1段階プロトコールでは、試料を、50℃で、60分間インキ ュベートするが、2段階プロトコールでは、試料をまず、37℃で、30分間インキ ュベートし、次いで、50℃で、30分間インキュベートする。 本明細書に参考までに取り込んだ、Walker et al.,Nucl.Acids Res.20(7): 1961-1969 (1992)に記載されたプローブ伸長アッセイ法によってアンプリコンを 検出した。まず、配列番号:4に記載の5'-AGAGATTGGAGGTTG-3'のCryptosporidi um parvum検出用プローブを、以下のようにして、放射ラベルした。10pmolのC. parvum検出用プローブ、35.μCiの[γ32P]ATP(6000Ci/mmol、NENリサーチプロダ クツ社、マサチューセッツ州、ボストン)、30単位のポリヌクレオチドキナーゼ 、50mM Tris-塩酸、pH 7.2、1mM塩化マグネシウム、5mMジチオトレイトール、 0.1mMスペルミジン-塩酸の、総体積10μlを、37℃で、30分間インキュベートし た。5分間で、100℃にまで加熱して、反応を停止した。次に、放射ラベルしたC .parvum検出用プローブに、各10mMのdATP、dCTP、dGTPおよびTTP;5μlの350 mMリン酸カリウム、pH 7.6;1.5μlの200mM塩化マグネシウム;および、反応混 合物の最終体積を50μlにするための水を含んだ溶液を添加した。そして、放射 ラベルした検出用プローブを、検出アッセイに供した。 放射ラベルした検出用プローブを含む反応混合物の5μlと、アンプリコン混 合物の5μlとを合わせたものを、2分間で、95℃にまで加熱し、次いで、37℃ で、2分間インキュベートし た。この時点にて、伸長反応を開始するために、1μlのexo-DNAポリメラー ゼ(クレノウ断片;10単位/μl)を添加した。この試料を、37℃で、15分間イ ンキュベートし、そして、95%ホルムアルデヒド、10mM EDTA、1mMジチオトレ イトール、0.05%(w/v)ブロモフェノールブルー、および0.05%(w/v)キシレンシ アノールを含んだ溶液の11μlで反応を停止した。次に、試料を、95℃で、2分 間インキュベートし、そして、10%変性ポリアクリルアミドゲルでの電気泳動に よって分析した。これらのゲルを、当該技術分野で標準的なオートラジオグラフ 検出技術に適用した。本発明の方法によるこの実施態様にあっては、57個(全長 )および38個(ニック)のヌクレオチドの産物の生成を検出した。 2.様々な重合剤を用いたRNA標的ポリヌクレオチドの増幅 本発明のRNA標的核酸配列を増幅するために、様々な重合剤を用いた。その 結果を、図2に示した。前節1に記載したようにして反応を繰り返した。 本発明の方法にて鋳型として用いるためのRNA転写物を、線状化したプラス ミドpCPV4.7とT3 RNAポリメラーゼを用いて上述した通りに調製した。複数の反 応に利用できるRNA鋳型の各試料は、約107個の分子を含んでいた。RNAの 転写コピー数を、鋳型の濃縮ストックと1750塩基の転写サイズを用いた分光測光 分析法で260nmにて決定した。鋳型の一部を、37℃で、60分間、総体積250μlの 10mM Tris-塩酸、pH 8.5、50mM塩化カリウムに含まれた25μgのリボヌクレアー ゼAで処理した。これ以上の処理を行わずして、RNA鋳型の試料を用いた。 増幅反応には、35mMリン酸カリウム(pH 7.6)、1.4mM dCTP(α S)、0.5mM dATP、0.5mM dGTP、0.5mM TTP、0.7mg/mlウシ血清アルブミン、10.2m M塩化マグネシウム、0.7mM Tris-塩酸(pH7.9)、3.4mM塩化カリウム、0.7mMジチ オトレイトール、2%マルチトール、1.34%トレハロース、0.5μM P1プライマ ー、0.5μM P2プライマー、150単位のBsiHKCI、および、図2に記載した様々な タイプと量の逆転写酵素を用いた。4単位のAMV逆転写酵素を用いた反応では、0 .12単位のE.coliリボヌクレアーゼHも使用した(図2、レーン1〜4)。 図 2のレーン5〜8にて分別した反応物は、200単位のMMLV逆転写酵素を含んでい た(MMLV逆転写酵素は、固有のリボヌクレアーゼH活性を有している)。図2、レ ーン9〜12に示した反応産物は、200単位のSuperscript IIを用いて生成させた( Superscript IIは、内因性リボヌクレアーゼH活性を欠いた専売のMMLV逆転写酵 素である)。図2のレーン2、6および10に示した反応産物は、リボヌクレアー ゼAに曝さずに、RNA鋳型の分子を約106個用いて生成した。レーン3、7お よび11に示した反応産物は、上述したようにリボヌクレアーゼAで処理して、約 106個の分子を用いて生成した。図2のレーン4、8および12に示した反応産物 は、負の対照として、線状化DNA分子を約500個用いて生成した。レーン1、 5および9での「産物」は、いかなる形態の標的核酸配列を伴うことなく生成し たものであって、よって、これらも負の対照として機能する。 25μlの試料(対照DNA、RNA鋳型、または水)と、総体積を40μlにす るための、デオキシリボヌクレオチドとプライマーを含んだ15μlのリン酸緩衝 液を混合することで、反応を開始した。反応物を、100℃で、2分間インキュベ ートした。残りの反応成分、すなわち、上述した酵素、ウシ血清アルブミン、塩 化マグネシウム、Tris-塩酸(pH 7.9)、塩化カリ ウム、ジチオトレイトール、マルチトールおよびトレハロースを含んだ酵素混合 物の10μlを添加する前に、反応混合物を、2分間で、37℃にまで冷却した。そ して、これら試料を、37℃で、30分間、次いで、50℃で、30分間インキュベート した。2分間で、100℃にまで加熱することで、すべての反応を停止した。先述 したプローブ伸長アッセイ法によってアンプリコンを検出した。特定の逆転写酵 素の内因的な活性、あるいは外因的な活性をもたらす、逆転写酵素とリボヌクレ アーゼHの双方を用いた反応で生成した、図2のレーン2と6において大量のア ンプリコンが認められた。リボヌクレアーゼAで処理したいずれの試料でも、検 出可能なアンプリコンは生成されなかった。同様に、標的核酸配列を欠いた反応 と、DNAプラスミド鋳型を用いた反応では、検出可能なアンプリコンの生成に は至らなかった。 3.平衡増幅 この実施例は、実質的に、本発明の方法によるRNA鋳型の平衡増幅を実証す るものである。この反応には、35mMリン酸カリウム(pH 7.6)、1.4mM dCTP(αS) 、0.5mM dATP、0.5mM dGTP、0.5mM TTP、0.7mg/mlウシ血清アルブミン、0.7mM T ris-塩酸(pH 7.9)、3.4mM塩化カリウム、0.7mMジチオトレイトール、2%マルチ トール、1.34%トレハロース、8単位のBst DNAポリメラーゼ、150単位のBsi HKCI、および、RNA鋳型を用いた。これら試料は、プライマーP1とP2も、各0. 5μMの濃度で含んでいた。RNA鋳型を含む反応物に、Cryptosporidium parvum の18S rRNA遺伝子から発現されたRNA転写鋳型の425pgを加えた。これら反応 による産物を、図3のレーン2〜9に示した。図3、レーン1の「産物」は、鋳 型を欠い た対照反応によるものである。塩化マグネシウムの濃度を、図3に記載され、か つ評価対象となった各酵素について、7.5〜12.5mM(最終反応濃度)の範囲で調 整した。AMV-RT反応物に、4単位(図3、レーン1と2)または8単位(図3、 レーン9)の酵素を加えた。MMLV-RT-触媒した反応物には、200単位の逆転写酵 素を加えたが、E.coliリボヌクレアーゼHは加えなかった(図3、レーン3〜5 )。Superscript II RT-触媒した反応物には、200単位の逆転写酵素と、0.24単位 のE.coliリボヌクレアーゼHは加えた(図3、レーン6〜8)。 25μlのRNA鋳型(図3、レーン2〜9)または15μlの水を含んだ対照( 図3、レーン1)と、総体積を40μlにするための、デオキシリボヌクレオチド とプライマーを含んだ15μlのリン酸緩衝液を混合することで、反応を開始した 。反応物を、100℃で、2分間インキュベートした。図3のレーン3〜9に割り 当てられる反応物を、2分間で、50℃にまで冷却し;図3のレーン1〜2の産物 になる反応物を、2分間で、37℃にまで冷却した。次いで、残りの反応成分(上 述した酵素、ウシ血清アルブミン、塩化マグネシウム、Tris-塩酸(pH 7.9)、塩 化カリウム、ジチオトレイトール、マルチトールおよびトレハロース)を含んだ 酵素混合物の10μlを添加した。図3のレーン3〜9で検査する試料を、50℃で 、60分間インキュベートし;図3のレーン1〜2で分析する試料は、37℃で、30 分間、次いで、50℃で、30分間インキュベートした。2分間で、100℃にまで加 熱することで、すべての反応を停止した。先述したプローブ伸長アッセイ法によ ってアンプリコンを検出した。図3は、アンプリコン形成が鋳型依存性であるこ と、また、実質的にすべての平衡条件下にてアンプリコンが認められたことを示 している。実質的に平衡な条件とは、実質的に一 定の温度と一定の反応成分を含む。標的核酸配列およびその相補体の分離コピー を含んだポリヌクレオチド断片に、ニックを入れることができる制限エンドヌク レアーゼ認識部位を組み込む前に必要とされるポリヌクレオチドの分離または変 性の促進のために、最初の数サイクルにあっては温度変化が起こるやもしれない が、各増幅サイクルの実施中にあっては実質的に一定な温度が維持される。実質 的に平衡な条件下で生成したアンプリコンの量(図3、レーン3〜9)は、AMV- RTを用いた2段階温度反応で認められたアンプリコンの量(図3、レーン2)に 匹敵するものであった。 4.本発明の方法の感度 様々な量の標的核酸配列を検出可能なレベルにまで増幅する本発明の方法の性 能を検定した。この反応には、35mMリン酸カリウム、pH 7.6、10.2mM塩化マグネ シウム、1.4mM dCTP(αS)、0.5mM dATP、0.5mM dGTP、0.5mM TTP、0.7mg/mlウシ 血清アルブミン、0.7mM Tris-塩酸(pH 7.9)、3.4mM塩化カリウム、0.7mMジチオ トレイトール、2%マルチトール、1.34%トレハロース、8単位のBstDNAポリ メラーゼ、150単位のBsiHKCI、0.24単位のE.coliリボヌクレアーゼH、および 、8単位のAMV逆転写酵素を用い、各反応物の最終反応体積を50μlとした。こ れら試料は、プライマーP1とP2を、各0.5μMの濃度で含んでおり、また、図4に 記載したように、Cryptosporidium parvum由来の18S rRNA遺伝子のRNA転写物 の形態で、100〜105個のRNA標的核酸配列コピーも含んでいた。RNAコピー 数は、先述したようにして決定した。濃縮した鋳型を、10mM Tris-塩酸、pH 8.5 および50mM塩化カリウムで、希釈した。 25μlのRNA鋳型(図4、レーン2〜7)または15μlの水 を含んだ対照(図4、レーン1)と、総体積を40μlにするための、デオキシリ ボヌクレオチドとプライマーを含んだ15μlのリン酸緩衝液を混合することで、 反応を開始した。反応物を、100℃で、2分間インキュベートした。残りの反応 成分(上述した酵素、ウシ血清アルブミン、塩化マグネシウム、Tris-塩酸(pH 7 .9)、塩化カリウム、ジチオトレイトール、マルチトールおよびトレハロース) を含んだ酵素混合物の10μlを添加する前に、反応物を、2分間、50℃にまで冷 却した。先述したプローブ伸長アッセイ法によってアンプリコンを検出した。図 4に示した結果は、実質的にすべての平衡条件下にてアンプリコンが認められ、 また、100コピーという小さなコピー数のRNA標的ポリヌクレオチドを本発明 の方法に適用した場合でも、検出可能なアンプリコンが観察された(図4、レー ン5)。 特定の実施態様に関して本発明を説明してきたが、当業者であれば本発明の修 正と変更を思いつくと考えられる。よって、添付したクレームに示した限定のみ が本発明に付加されるべきである。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                         Target nucleic acid sequence amplification                             Field of the invention   The present invention provides the use of only two amplification primers under substantially equilibrium conditions, Enable detection of the presence of a target nucleic acid sequence from a mixture of polynucleotides Exponential amplification of DNA or RNA. In addition, the present invention It also relates to a method for producing an amplification medium for a target nucleic acid used in a breadth process. The present invention relates to the identification of target nucleic acid sequences characteristic of organisms and genetic Even if it is present in trace amounts in a mixture of otides and polynucleotides, Is useful because it allows amplification and detection of Particularly useful of the method of the present invention Uses include pathogens that can cause disease in humans, animals or plants, e.g. For example, the presence of a target nucleic acid sequence characteristic of a virus, bacterium, parasite or fungus There are tests for food, biological fluids and tap water.                             Background of the Invention   Amplification, detection and quantification of specific target nucleic acid sequences can be attributed to microbial classification, inborn errors of metabolism Identification of genetic abnormalities, including infectious disease diagnosis, forensic analysis, environmental testing, and It is useful in various aspects, including research involving biobiology and cell biology.   The first approach to polynucleotide detection involves differentiation based on sequence specificity. I do. In general, polynucleotide assays rely on sequence specificity (ie, complementarity). To utilize the ability of the nucleic acid to hybridize or anneal. Yes The ability of a polynucleotide to be detected by hybridization depends on the sensitivity of the assay. Exist. The sensitivity in these hybridization assays is the signal Polynus used to search for complementary sequences in the sample along with the components used in the synthesis It is a function of the specific activity of the probe system containing nucleotides. However, poly The specific activity of the nucleotide probe system is limited. Hybridization To further enhance sensitivity in the assay, one of skill in the art will recognize the target nucleic acid sequence to be assayed. Began to increase.   To improve the detection of target nucleic acid by increasing the amount of target molecule at the beginning of the assay, Various amplification techniques have been devised. These techniques include strand displacement amplification ( I.e., SDA), polymerase chain reaction (i.e., PCR), Strand reaction (i.e., RT-PCR), nucleic acid sequence base amplification (i.e., NASBA), self-sustaining There are sequence replication (ie, 3SR), and ligase chain reaction (ie, LCR). This Each of these techniques produces large quantities of target polynucleotides, Increases sensitivity in nucleotide detection assays.   Strand displacement amplification (SDA) is described by Walker et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 89: 392-39. 6 (1992), Walker et al., Nucl. Acids Res. 20 (7): 1691-1696 (1992), and U.S. Patents Nos. 5,270,184, 5,422,252, 5,455,166 and 5,470,723 I have. SDA is a DNA copy of a single-stranded or double-stranded target polynucleotide fragment Is an isothermal amplification technique that produces   Walker et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 89: 392-396 (1992) and U.S. Pat. The first SDA methodology described in US Patent No. 5,166 describes a single-stranded or double-stranded target polynucleotide. Amplification of the entire sequence of a nucleotide fragment is disclosed. In this method, two primers ー Each primer has a target binding region at its 3 'end. Each plastic Positioned towards the 5 'end of the immer is the restriction that you can put a nick It is a single-stranded sequence corresponding to the endonuclease recognition site. These recognition sequences It need not be complementary to any sequence in the target polynucleotide fragment, and The 3 ′ end of the original double-stranded target polynucleotide fragment, or the original single-stranded target polynucleotide It is designed to engage the 3 'end of a nucleotide fragment and its complement. This In such a position, the target polynucleotide is engaged with the 3 'end of the primer. Unbound sequences are the free 3 'ends of both primers and each of the target polynucleotides. Serves as a template for enzymatic extension from each. These primers Must engage with any 3 'end of the oligonucleotide fragment (and its target complement) The nicked site (this is double-stranded) Must produce) any double stranded that is amplified in the SDA method Of the nucleotide sequence at both 3 'ends of the target polynucleotide fragment Required. For amplification of any single-stranded target polynucleotide, the 5 ' The nucleotide sequence at the 3 'end must be known. The sample you want to analyze Various collections, such as those found in biological fluids, tissues, food and tap water A mixture of polynucleotide fragments from various sources at various degradation or fragmentation stages. In such a case, it is difficult to know the sequence of the nucleotide terminus. Follow At the very end of the target polynucleotide fragment which is thought to contain the target nucleic acid sequence. For amplifying a target nucleic acid sequence without requiring knowledge of the nucleotide sequence of the target It is an object of the present invention to provide   Improvements to the SDA Act in U.S. Patents 5,270,184 and 5,422,252 Has been described. The '184 patent describes an amplification method involving four primers. ing. Amplification primers (S1And STwo) And '184 In the patented method, two bumper primers (B1And BTwo) Is used. These four In designing the sequences of the two primers, the method of the '184 patent uses an internal target nucleic acid. At each end of the sequence, and furthermore, in the region adjacent to these terminal target sequences. Knowledge of the nucleotide sequence is required. Such need is for the diagnosis of pathogenic viruses Target genomic parts, such as parts or alleles associated with human disease In view of the time and effort required to fully identify the nucleotide sequence, It is an obstacle in advancing the breadth. In addition, the method of the '184 patent requires Incorrect annealing due to some of the four primers in the primer set Frequent, unnatural, and unexpected results have occurred.   Other improvements to the original SDA method are described in the '252 and' 723 patents, "Multiplex" amplification. The methods described in these patents are subject to one or more 6 primers (2 initial SDA primers) Imer, two bumper primers, and two adapter primers) Features beyond those required by the original SDA method or the method described in the '184 patent, That is, polynucleotides of the target genome for constructing these six primers Need more appropriate features as sources. In addition, countless plastics in the reaction mixture Immers will increase the likelihood of antagonizing the amplification reaction. Accordingly, the present invention The target should be sufficient to allow binding of the two primers under standard conditions in the art. Limits the required features of the target genome for the terminal sequence of the target nucleic acid sequence It is in.   Polymerase chain reaction (PCR) amplifies target sequences found in DNA molecules. To provide an alternative. Saiki et al., Science 239: 487-491 (1989), U.S. Pat. Nos. 4,683,195, 4,683,202 and 4,800,159. In the PCR method, two Although only primers are used, the target of amplification by the PCR method is a specific region of the target DNA. In addition, in actual use, a heat cycle device is required. Therefore, An object of the present invention is not only to amplify both target DNA and RNA, but also to It is an object of the present invention to provide a method that does not require a cooling device or a heat cycle device.   RT-PCR is a modified version of PCR that involves a target sequence found in an RNA molecule. To amplify. Myers et al., Biochemistry 30: 7661-7666 (1991) and U.S. Pat. No. 5,310,652 and No. 5,407,800. In RT-PCR, reverse transcription of target RNA As the cycle begins, a cDNA product is generated that is amplified by PCR. Same as PCR Similarly, in RT-PCR, a thermocycling device can be used to automatically apply the necessary temperature change. This is the first time it can be put to practical use. Therefore, the object of the present invention is to Provided is a method for amplifying a target polynucleotide that does not require a cycle device. It is in.   Other improved amplification methods have other disadvantages. Nucleic acid sequence base amplification (NASBA) and self-sustaining sequence replication (3SR) amplify target RNA molecules and Mainly produce single-stranded and double-stranded DNA. NASBA is based on Kievits et al., J. .Virol. Methods 35: 273-286 (1991) and U.S. Patent Nos. 5,130,238 and 5,409,8. It is described in No. 18. 3SR is described in Guatelli et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (US A) 87: 1874-1878 (1990). A similar method is described in U.S. Patent No. 5,399,491. No. These methods have several features, namely Reverse transcription of target RNA molecules, provided by properly designed primers Double-stranded synthesis to produce a double-stranded cDNA containing the selected promoter, and And the use of promoters to produce RNA transcripts I have. This method relies on mesophilic microbial enzymes that become unstable at elevated temperatures. This Instability limits the maximum allowable temperature of the NASBA method to about 41 ° C. But this At relatively low temperatures, hybridization of the primers Accuracy will be reduced. Therefore, in this method, the frequent Problems caused by introduction, i.e. The inconvenience of the motor being settled and the promoter being generated at an undesired position Occurs. In addition, this method can be used to eliminate imbalances in the reaction components, especially enzyme activity levels. Extremely sensitive. In addition, the main product is RNA, which is less stable than DNA Ie, a polynucleotide.   Another method for amplifying nucleic acid sequences is the ligase chain reaction (LCR), First, it was proposed by Wu et al., Genomics 4: 560-569 (1989), The method of Ip was introduced by Barany, PCR Methods and Applications 1: 5-16 (1991). Was through. The LCR method utilizes two pairs of primers. In the LCR method, a pair of The primer is annealed to a proximate location of the target nucleic acid sequence. Other pair of primers Is located close to the complement of the target nucleic acid sequence region to which the first primer is attached. Annealing. Targets in the LCR method are exponentially amplified, but target-dependent Due to the nature of ligation, this method lacks certainty. further, Almost all of the amplified product is composed of pre-existing primer sequences. You. In addition, as with PCR, LCR uses thermal cycling and thermal Requires cycle equipment. Therefore, the purpose of the present invention is to provide a thermal cycle and four Primers that not only make the immersion unnecessary, but also contain a large number of amplified products -To provide a method that is not occupied by sequences.   Therefore, it is versatile, reliable and simple in the art. There is a need for a method of amplifying a nucleic acid sequence. Such a method involves both DNA and RNA. Using the minimum number of primers under substantially equilibrium conditions. And should be exponentially amplified.Summary of the Invention   The present invention relates to a method of substantially equilibrating under substantially equilibrium conditions consisting of a substantially constant temperature and reagent concentration. Amplification of nucleic acid sequences using enzyme-catalyzed extensions obtained from two amplification primers The above-mentioned needs are satisfied by providing methods and kits. Book A first aspect of the invention provides for the use of a semi-modified between two restriction endonuclease recognition sites. Isolating a copy of a target nucleic acid sequence from a substantially large polynucleotide in This method is applicable to both RNA and DNA, and single-stranded and And double-stranded targets. If the target nucleic acid sequence is considered a single-stranded nucleic acid sequence If both the copy of the target nucleic acid sequence and its complement Between the restriction endonuclease recognition sites. Single-stranded polynucleotides are prepared by standard techniques in the art. Obtained from oligonucleotides or double-stranded polynucleotides. Second aspect of the present invention Likewise define the opposite end of the target nucleic acid sequence, if present, and preferably With exponential amplification of isolated copies relatively independent of the predominant side reaction Two A method for amplifying a separated copy of a target nucleic acid sequence in the presence of a primer. Furthermore, the first and second aspects can be performed individually or simultaneously in the same reaction mixture. Application is also included in the scope of the present invention.   Specifically, according to the first aspect, the target present in the single-stranded polynucleotide A method for separating copies of a nucleic acid sequence, wherein the separated copy comprises a target nucleic acid. Suitable for sequence amplification, the method comprises:           (a) First amplification at the 3 'end of a target nucleic acid sequence within a single-stranded polynucleotide The primers hybridize, i.e., the hybridization For forming a hybridized first amplification primer, wherein the first amplification The primer comprises an oligodeoxyribonucleotide with a 3 ′ end and a 5 ′ end, The 3 'end of the first amplification primer is complementary to the 3' end of the target nucleic acid sequence, and The 5 'end of the amplification primer contains the first recognition sequence for the first restriction endonuclease. The endonuclease recognizes the double-stranded, semi-modified One that can nick one strand of the site;           (b) extending the hybridized first amplification primer from its 3 ′ end, That is, the single-stranded polynucleotide has complementarity and is bound thereto First double-stranded polynucleotide having a modified first polynucleotide extension product To form a deoxyribonucleotide using the target nucleic acid sequence as a template to form Do triphosphate, modified deoxyribonucleoside triphosphate, and deoxyribo In the presence of a first polymerizing enzyme capable of polymerizing nucleoside triphosphate, its 3 ′ Extending from the end the hybridized first amplification primer;           (c) from the modified first polynucleotide extension product, Separating the single-stranded polynucleotide;           (d) A second amplification plasmid is inserted at the internal site of the modified first polynucleotide extension product. Hybridizes the primers, i.e., the hybridization The second amplification primer is for forming a second amplified primer. The primer comprises an oligodeoxyribonucleotide with a 3 'end and a 5' end, The 3 'end of the two amplification primer is complementary to the 3' end of the complement of the target nucleic acid sequence, It can also hybridize to it, the 5 'end of the second amplification primer Has a second recognition sequence for a second restriction endonuclease; Clease nicks on one strand of the double-stranded, semi-modified recognition site that it recognizes. Can be inserted;           (e) elongating the hybridized second amplification primer, i.e. Modified second polynucleotide hybridized to the decorated first polynucleotide extension product To form a second double-stranded polynucleotide containing a nucleotide extension product, Oxyribonucleoside triphosphate, modified deoxyribonucleoside triphosphate And the deoxyribonucleoside triphosphate in the presence of the polynucleotide template Including a mixture of secondary polymerases capable of polymerizing and displacing chains. Of the hybridized second amplification primer from its 3 'end in the reaction mixture Elongation, wherein the modified second polynucleotide extension product is a single-stranded polynucleotide. Is separated from the nucleotide and opposes between the second recognition sequence and the complement of the first recognition sequence. A modified first polynucleotide comprising a copy of the target nucleic acid sequence located at the extreme end Between the first recognition sequence in the extension product and the first recognition sequence in the second polynucleotide extension product The complement is a double-stranded, semi-modified recognition site for the first recognition endonuclease To form; and           (f) Double-stranded semi-modified recognition for primary recognition endonuclease Nick one strand of the site, i.e., the first restriction endonuclease, Xyribonucleoside triphosphate, modified deoxyribonucleoside triphosphate, And a double strand for the first recognition endonuclease in the presence of the second polymerase Nicking one half of the semi-modified recognition site of The 3 'end generated by the insertion is extended, thereby modifying the downstream modification. Any portion of the first polynucleotide extension product can be replaced, and Nicks for each of the second and second restriction endonucleases A target nucleic acid sequence defined at opposite ends by first and second recognition sites Containing a separated copy of the target nucleic acid sequence hybridized to a separated copy of the complement of Forming three double-stranded polynucleotides.   Identify copies of an amplifiable target nucleic acid sequence found in a single-stranded polynucleotide. The above-described method for separation involves a single reaction mixture containing all of the reactants listed above. It can be implemented with things. In the latter preferred embodiment, the above-described hybridization and expansion Length and nick steps all require steps other than preparing the reaction mixture. Without spontaneous progress in the reaction mixture. However, in the manner described above Single-stranded nuclei for spontaneously proceeding hybridization, extension and nicking steps In order to obtain an acid substrate, the desired single-stranded polynucleotide was contained or The reaction mixture suspected of containing the polynucleotide comprises at least one separation step. In the same separation step, any double-stranded nucleic acids in the reaction mixture Are also separated into single-stranded nucleic acids that can hybridize with a suitable target search primer, The primer then extends in the 3 'direction across the target template.   Thus, Applicants' preferred embodiment is found within a single-stranded polynucleotide. A method for separating a copy of a target nucleic acid sequence, wherein the separated copy comprises a target nucleic acid sequence. Suitable for use for sequence amplification, the method comprises:           (a) preparing a reaction mixture, the reaction mixture comprising:           (i) The target nucleic acid sequence is contained at a position other than the terminal in the single-stranded polynucleotide. Or a sample suspected of containing the target nucleic acid sequence;           (ii) Hybridization using a single strand of the polynucleotide as a template The deoxyribonucleoside triphosphate by extension of the primer The first polymerase that can be combined and the hybridized primer Deoxyribonucleoside triphosphate can be polymerized by lengthening, And a second polymerase that can also displace the strand if the target nucleic acid is DNA, The first polymerase can optionally be the same as the second polymerase. Synthase and second polymerase;         (iii) Deoxyribonucleoside containing modified deoxyribonucleoside triphosphate A mixture of nucleoside triphosphates;           (iv) hybridizable to a target nucleic acid sequence and hybridized thereto A first amplification primer capable of forming a primer having a 3 ′ end and a 5 ′ An oligodeoxyribonucleotide with an end, 3 'of the first amplification primer The end is complementary to the 3 ′ end of the target nucleic acid sequence, and the 5 ′ end of the first amplification primer is One strand of a double-stranded semi-modified recognition site for the first restriction endonuclease Recognition sequence for the first restriction endonuclease that can nick A first amplification primer having an array; and           (v) a second containing an oligodeoxyribonucleotide with a 3 ′ end and a 5 ′ end An amplification primer, wherein the 3 'end of the second amplification primer is complementary to the target nucleic acid sequence. Complementary to and hybridizable to the 3 'end of the body The 5 'end of the second amplification primer is a second recognition for a second restriction endonuclease. A double-stranded semi-modified that the endonuclease recognizes Restriction endonuclease that can nick one strand of the identified recognition site A second amplification primer that is           (b) The means for separating double-stranded nucleic acids in the reaction mixture into single-stranded A reaction mixture; and           (c) Hybridization, primer extension, and nicking The reaction mixture is allowed to stand for a time sufficient to perform, thereby separating the target nucleic acid sequence. A double-stranded plasmid suitable for amplification, containing a separate copy of the copy and the complement of the target nucleic acid sequence. A polynucleotide extension product is generated, the double-stranded polynucleotide extension product comprising: At the opposite end, two for each of the first and second restriction endonucleases Defined by the first restriction site and the second restriction site into which the lock is inserted. .   The above-described method is hereinafter referred to as “short separation method, steps (a)-(c)”.   As a second aspect, the present invention relates to a target nucleic acid sequence obtained as described above. The separated copy is used as an intermediate in the polynucleotide reaction mechanism, that is, an amplification template. The present invention relates to a method for amplifying a target polynucleotide to be used. Therefore, the second aspect of the present invention Embodiments provide a method for amplifying a target nucleic acid sequence in a mixture of polynucleotides. In addition, the method comprises the steps (a)-(f) above;           (g) increasing the number of separate copies of the target nucleic acid sequence or its complement Width, ie, having DNA polymerase activity, and capable of displacing the strand. Enzymes, deoxyribonucleoside triphosphates and modified deoxyribonucleotides A third double-stranded polynucleotide in the presence of a mixture of osidotriphosphates; Contacting the restriction endonuclease with the second restriction endonuclease, Amplify an isolated copy of the target nucleic acid sequence or its complement, thereby providing a first and The first and second recognition sequences of the first and second recognition sites are nicked, and the nick is inserted. The 3 'ends of these sites are extended to produce a new target nucleic acid sequence or its complement. And the downstream copy of the target nucleic acid sequence or its complement Substituted; and           (h) when sufficient to produce a detectable amount of a separated copy of the target nucleic acid sequence Continuing the step (g) for a while.   Alternatively, a method of amplifying a target nucleic acid sequence located within a polynucleotide sequence is The above steps (g) and (h) are referred to as steps (d) and (e), respectively, as a short separation method, steps (a) to (c). Add and replace the execution procedure in each step (g) and (h) in one place Will be implemented. First, in step (g), `` Connect the third double-stranded polynucleotide The expression `` touch '' refers to `` contacting the double-stranded polynucleotide extension product '' in step (d). To the notation. Next, the notation of "step (g)" in step (h) is referred to as step (e). ) In step (d). The amplification method described in this paragraph, It is referred to as “short amplification method, steps (a)-(e)”.   In a third aspect of the invention, the presence of the amplified copy of the separated target nucleic acid sequence is Separated by using conventional DNA detection and identification methods, For example, detection of species-specific genotypes characterized by target nucleic acid sequences has been The gene type Identify or indicate that a particular organism has been included or contacted the tested sample. Hinting. Thus, the presence of a detectable amount of a separated copy of the target nucleic acid sequence, e.g., The method of determining the presence or absence of association between the material and a specific genotype or organism is described in steps (a) to (h) above. And the following step (i):           (i) determining the presence of a detectable amount of the separated copy of the target nucleic acid sequence and detecting If the presence of a possible amount of separated copies of the target nucleic acid sequence is observed, Include additional steps to indicate that linked genotypes or organisms are present in the sample No.   In another embodiment, the method for determining the presence of a target nucleic acid sequence comprises the step (i) ) As step (f), a short amplification method, and a method having a configuration added to steps (a) to (e). detection The latter method for determining the presence of a possible amount of a target nucleic acid sequence is hereinafter referred to as the “short determination method, (A)-(f) ".   In a preferred embodiment, an amplicon showing complementarity to each primer Of the polynucleotide portion (ie, the copied or amplified strand) Synthesized using deoxyribonucleoside triphosphate modified at the nucleotide moiety It is qualified because it was done. As a result, the restriction endonucleus located at the end is The enzyme recognition site is substantially semi-modified, and the region of the terminal recognition site is Substantially unmodified nucleotide components assisted by the complement and the modified complement including. As substantially semi-modified sites, these restriction sites, for example, Make sure that the nucleotides immediately 3 'to the cleavage site on one strand are modified. Thus, a nick can be made (that is, a single strand is easily cleaved).   Restriction endonuclease recognition sites at each end of the double-stranded polynucleotide are different. Design for restriction endonucleases You can also. Only one restriction endonuclease recognition site can be nicked Nicks can be nicked with the appropriate restriction endonucleases described above. further, If one or more nicking enzymes are used, at some point during the amplification procedure For example, by heating or chelation of an essential metal cofactor, One of these enzymes can be selectively inactivated. Alternatively, use different enzymes A small amount can be added to the reaction system. This way, in this method, one chain This results in asymmetric amplification of Has polymerase activity and displaces strand And preferably lacks effective exonuclease activity Other enzymes nick each of the terminal restriction endonuclease recognition sites The internal 3 'end generated by this is extended. Polynucleus extending from the nick Otide synthesis is a polynucleotide that terminates at the internal 5 'end created by nicking. Displaces the tide chain. The sequence information of the separated target nucleic acid sequence is It is amplified by repeating the conversion process.   A third aspect of the invention relates to amplification of target DNA or RNA involved in certain conditions. And the detection of the presence of a target polynucleotide involved in a condition (including but not limited to Use to determine the existence of such conditions based on considerations that include, but not limited to) It is in.   In a preferred embodiment, the method of the invention is carried out in environmental water based on the isolation and amplification of target nucleic acid sequences (if any) characteristic of Cryptosporidium parvum. Used to determine the presence of Cryptosporidium parvum. In the method of the present invention In another preferred embodiment, the degree of progression of the disease state is assessed. For example, a book The method of the invention is used to detect specific alleles associated with human breast cancer. Can be other In an embodiment, the method of the present invention comprises a Salmonella spp., A Clostridium spp. For example, Clostridium botulinum or Clostridium perfrigens), processed foods, meat, and other bacterial species lurking in dairy products. Can be used to quickly detect the location. In addition to these applications, The method detects nucleic acids of viruses that cause disease in humans, other animals, and plants. Can also be used to get out.   Another aspect of the present invention relates to a kit comprising components for performing the method of the present invention. And this kit:           (a) Dehydration to produce an essential first product from the complement of the template A polymerizing enzyme capable of polymerizing xyribonucleoside triphosphates, A polymerizable enzyme that can be           (b) a pair of amplification primers including a first amplification primer and a second amplification primer Wherein the first amplification primer is other than the end of the large polynucleotide. A 3 ′ end that is complementary to the 3 ′ end of the target nucleic acid sequence located at A first restriction endonuclease that can nick the first recognition site Has a 5 'end with a first restriction sequence for the second amplification primer, A 3 ′ end that is complementary to the 3 ′ end of the complement of the target nucleic acid sequence and a semi-modified second recognition Second for restriction endonuclease that can nick the recognition site A pair of amplification primers having a 5 'end with a restriction sequence;           (c) Nicking a substantially semi-modified restriction endonuclease recognition site One or two restriction endonucleases that can be           (d) deoxyribonucleoside triphosphate; and           (e) a modified deoxyribonucleoside triphosphate, Including.   As will occur to those skilled in the art, without departing from the spirit of the invention, for example, Other components, such as an opponent, and / or include, for example, ribonuclease H activity. Means for separating polynucleotide strands, such as means for separating polynucleotides, can also be added to the kit.   A unique advantage of practicing the present invention is that target nucleic acid sequences can be used in large quantities of single-stranded polynucleotides. Even if it is in the nucleotide, And / or any target nucleic acid in a mixture of polynucleotide fragments. The point is that the sequence can also be amplified. This amplification performance, which has a wide range of applications, To the entire sequence or subsequence of a given polynucleotide. Wide range of application Expands the horizons when planning an amplification plan, and provides a full-length target for amplification. And virtually eliminates the time and cost previously required to produce the target polynucleotide.   Another advantage of the present invention is that polynucleotide sequences can be amplified under substantially equilibrium conditions. There is to be able to. This substantially equilibrium condition is defined as substantially constant temperature and substantially constant temperature. Contains unmodified reaction components. The first step of the method of the invention involves the target nucleic acid sequence. Or a double-stranded polynucleotide fragment thought to contain the target nucleic acid sequence Or a single-stranded target polynucleotide hybridized to the first polynucleotide extension product Involves temperature changes due to denaturation of nucleotides, but subsequent amplification cycles Become unrelated to transformation. Further, in one embodiment of the present invention, the target polynucleotide If the strand is single-stranded, for example, RNA, there is no need to adjust the reaction temperature. It becomes even smaller. However, at any point after the reaction has proceeded, Equilibrium conditions are maintained because there is no need to adjust the dose. In addition, the reaction volume changes. The reagent concentration is adjusted by direct or indirect operator operation. Not. Therefore, the method of the present invention requires the cost of monitoring and detailed operation. Can also work perfectly.   Yet another advantage of the method of the present invention is that any primer can be used with two primers. It is also capable of amplifying a nucleotide sequence. In the present invention, an adapter, a bumper, Alternatively, use these primers in the intermediate amplification product without using ligation primers. Incorporates an array. Primers are usually prepared by costly synthetic routes. Since the primers required for amplification in the present invention can be minimized, The cost required to implement the invention will be reduced.   The myriad aspects and advantages of the present invention will become apparent with reference to the following drawings and detailed description. Will be.                         BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. 1 outlines the method of the present invention.   FIG. 2 shows three reverse transcripts, AMV-RT (lanes 1-4) and MMLV-RT (lanes 5-8). From the probe extension assay using the Superscript II and Superscript II (lanes 9-12) 1 shows a radioactivity photograph of the filtration product.   FIG. 3 shows the radioactivity of the gel filtration product from the probe extension assay (lanes 1-9). The picture is shown.   Figure 4 shows a probe extension assay that measures amplification products in relation to target copy number. 5 is a radioactivity photograph of a gel filtration product from Astellas.                         Detailed description of the invention   The invention has various aspects. In one embodiment, the invention A single-stranded polynucleotide using conditions that are substantially equilibrium with the two amplification primers. The present invention relates to a method for separating a target nucleic acid sequence from an otide, comprising the steps of: Semi-modified to quickly obtain a copy of the amplifiable target nucleic acid sequence substantially free of The copy (and its complement) between the two restriction endonuclease recognition sites Are separated. The single-stranded polynucleotide containing the target sequence is a single-stranded polynucleotide. Otides, or double-stranded polynucleotide fragments or mixtures thereof, It can be derived by techniques well known in the art.   Specifically, in the first aspect, the present invention provides a method for preparing a single-stranded polynucleotide. A method for isolating a copy of the target nucleic acid sequence located at Is suitable for use for amplification of a target nucleic acid sequence, the method comprising:           (a) First amplification at the 3 'end of a target nucleic acid sequence within a single-stranded polynucleotide The primers hybridize, i.e., the hybridization For forming a hybridized first amplification primer, wherein the first amplification The primer comprises an oligodeoxyribonucleotide with a 3 ′ end and a 5 ′ end, The 3 'end of the first amplification primer is complementary to the 3' end of the target nucleic acid sequence, and The 5 'end of the amplification primer contains the first recognition sequence for the first restriction endonuclease. The endonuclease recognizes the double-stranded, semi-modified One that can nick one strand of the site;           (b) extending the hybridized first amplification primer from its 3 ′ end That is, the single-stranded polynucleotide has complementarity and is bound thereto. First double-stranded polynucleotide having a modified first polynucleotide extension product The target nucleic acid sequence is used as a template to form a deoxyribonucleic acid Nucleoside triphosphate, modified deoxyribonucleoside triphosphate, and deo In the presence of a primary polymerizing enzyme capable of polymerizing xyribonucleoside triphosphate Extending the hybridized first amplification primer from its 3 'end;           (c) converting the single-stranded polynucleotide from the modified first polynucleotide extension product Isolating otide;           (d) A second amplification plasmid is inserted at the internal site of the modified first polynucleotide extension product. Hybridizes the primers, i.e., the hybridization The second amplification primer is for forming a second amplified primer. The primer comprises an oligodeoxyribonucleotide with a 3 'end and a 5' end, The 3 'end of the two amplification primer is complementary to the 3' end of the complement of the target nucleic acid sequence, It can also hybridize to it, the 5 'end of the second amplification primer Has a second recognition sequence for a second restriction endonuclease; Clease nicks on one strand of the double-stranded, semi-modified recognition site that it recognizes. Can be inserted;           (e) elongating the hybridized second amplification primer, i.e. Modified second polynucleotide hybridized to the decorated first polynucleotide extension product To form a second double-stranded polynucleotide containing a nucleotide extension product, Oxyribonucleoside triphosphate, modified deoxyribonucleoside triphosphate And the deoxyribonucleoside triphosphate in the presence of the polynucleotide template Including a mixture of secondary polymerases capable of polymerizing and displacing chains. Of the hybridized second amplification primer from its 3 'end in the reaction mixture Elongation, wherein the modified second polynucleotide extension product is a single-stranded polynucleotide. And separated from the second recognition sequence. Contains a copy of the target nucleic acid sequence located at the end opposite to the complement of the recognition sequence. The first recognition sequence and the second polynucleotide in the modified first polynucleotide extension product. The complement of the first recognition sequence in the otide extension product is the first recognition endonuclease. Forming a double-stranded, semi-modified recognition site for;           (f) Double-stranded semi-modified recognition for primary recognition endonuclease Nick one strand of the site, i.e., the first restriction endonuclease, Xyribonucleoside triphosphate, modified deoxyribonucleoside triphosphate, And a double strand for the first recognition endonuclease in the presence of the second polymerase Nicking one half of the semi-modified recognition site of The 3 'end generated by the insertion is extended, thereby modifying the downstream modification. Any portion of the first polynucleotide extension product can be replaced, and Nicks for each of the second and second restriction endonucleases A target nucleic acid sequence defined at opposite ends by first and second recognition sites Containing a separated copy of the target nucleic acid sequence hybridized to a separated copy of the complement of Forming three double-stranded polynucleotides.   As used herein, the term “target nucleic acid sequence” or “target sequence” refers to the target sequence. It is known that large polynucleotides extend beyond both the 5 'and 3' ends. Refers to a nucleic acid sequence of interest that is or is considered to be there. In the present invention For a normal polynucleotide intended for use, the polynucleotide is Contains one to thousands more bases further from one or both of the 5 'and 3' ends of the target And, more generally, more than 10 to thousands of additional bases, and sometimes the target nucleic acid Includes more than 1000 bases further from both the 5 'and 3' ends of the sequence. In the field If present, the size of the polynucleotide containing the target sequence is Size and the amount of polynucleotide (ie, DNA or RNA) contained in the sample It will be appreciated that it depends on the degree of solution or fragmentation. Therefore, it is not used here. The term "polynucleotide" as used also includes polynucleotide fragments. Departure Target nucleic acid sequences suitable for use in the light include single-stranded RNA, double-stranded RNA, single-stranded D NA, double-stranded DNA, and DNA-RNA duplex. However, To perform the hybridization of the first and second amplification primers, Any double-stranded polynucleotide must be converted to its corresponding single-stranded form. No. Polynucleotides containing a target nucleic acid sequence are usually Is present in a sample that contains a plurality of other polynucleotides that do not. target The nucleic acid sequence is usually a specific organism, animal, plant, bacterium, fungus, parasite or virus. This is an array characteristic of Luss. For example, they can distinguish the same species from each other, Or, for example, to distinguish one strain of the same bacterium from another, or, for example, Target nucleic acid sequence may be selected to identify genetic variants due to mutation . Suitable target nucleic acid sequences are found in biological fluids, tissues, food and tap water, etc. To pathogenic organisms such as pathogenic bacteria, viruses, molds, parasites and fungi Related or characteristic sequences.   Pathogenic cells that provide a target nucleic acid sequence suitable for amplification and detection by the method of the invention Examples of bacteria include Bacillus anthracis (Bacillus anthracis), Bacillus botulinus (Bacillus botulinas) ) (Clostridium botulinum (clostridium botulinum)), Bacillus dysenterea ), Bacillus enteritidis (Bacillus enteritidis) (Salmonella enteritidis (Salmonella enteritidis)), Bacillus pneumoniae (Bacillus pneumoniae) (Diplococcus pneumoniae) ae (Klebsiella pneumoniae)), Bacillus tetani (Bacillastetani) (Clostridium tetani (Clostridium tetani)), Bacillus typhosus (Bacillus typhos) (Salmonella typhosa (Salmonella typhosa)), Chlamydia oculogenitalis (Clamydia oculogenitalis), Clostridium perfringens (Clostridium perfringens), Hemophilus influenzae (Hemophilus influenza), Hemophilus pertus sis (Hemophilus spatsis), Mycobacteria tuberculosis (Mycobacterium tuberculosis), Neisse ria gonorrhoeae (Pseudomonas aeruginosa), S higella paradysenteriae (Shigella paradysenteriae), Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus) ), Streptococcus agalactiae (Streptococcus agalactiae), Streptococcus faecal is (Streptococcus faecalis), Streptococcus hemolyticus (Streptococcus hemolyticus), Stre ptococcus mitis (Streptococcus mytis), Streptococcus pyogenes (Streptococcus pyogenes) , Vibrio cholerae, Vibrio comma, Vibrio fetus ), Vibrio jejuni (Vibrio jejuni), Vibrio metchnikovii (Vibrio metnicophy), and There is Vibrio niger. Nucleic acid sequences characteristic of each of these bacterial species are well known in the art, All or part thereof can be used as a target nucleic acid sequence in the method of the present invention. example For example, the entire genome sequence of Hemophilus influenzae is referred to herein in its entirety. And reported in Fleischmann et al., Science 269: 496-512 (1995). Have been.   Can provide a target nucleic acid sequence for amplification and detection by the methods of the invention. Examples of viruses including retroviruses include HSV-I, HSV-II, HIV, CMV, There are measles, polio, hepatitis B, hepatitis C, and influenza. These will Each of Various characteristic nucleic acid sequences are well known in the art, Can be used as the target nucleic acid sequence in the method of the invention. For example, the full text Molecular Methods for Virus Detection (Dann y L. Wiedbrauk and Daniel H. (Fakas ed., AACC Press, Washington D.C., 1995) checking ...   The method of the present invention separates the target nucleic acid sequence or target sequence, Use two amplification primers under substantially equilibrium conditions where the components are substantially constant. And enzymatically amplify (ie, copy) the sequence information contained in these targets . Each of the two amplification primers has a polynucleotide bond located at the 3 'end. Region and restriction endonucleus that can contain a nick located 5 'end It contains a single strand of a protease recognition site (ie, a recognition sequence). Single-stranded polynucle The target nucleic acid sequence in the leotide serves as a template for DNA synthesis using primers. To be used. Next, the two chains of the new duplex are separated and each chain is cast independently. Each strand to one of the two primers in the method of the invention. Neil. Alternatively, a single-stranded polynucleotide containing the target polynucleotide And its remaining complement is used to synthesize a DNA copy of the target nucleic acid sequence. Used as a template for Restrictions that can put a nick at the end To generate double-stranded DNA containing a nuclease recognition site, only a few All you need is a kuru.   Nickable first and second restriction endonuclease recognizers The positions may be the same or different. In addition, unmodified primers The presence of at least one modified deoxyribonucleoside triphosphate In the presence By performing the primer extension reaction, these sites can be nicked. It is a part that can be done. Alternatively, the art of processing into modified chains that cannot be cleaved Provide the duplex polynucleotides in a chain specificity modification method using techniques well known in the art. can do.   Double stranded dissociation of target nucleic acid sequence adjacent to nickable site Once a DNA copy is generated, it is amplified under conditions where temperature and reagent components are substantially equilibrium. Progresses. First, a nick is added to each end of the double-stranded polynucleotide, and the nick The free 3 'end generated by the enzyme is extended by a polymerase capable of displacing the chain. Lengthened. Preferably, the polymerase is used to disrupt pre-existing polynucleotide chains. Rather, it is the DNA polymerase to be replaced. The displaced strand is used for other complementary amplification Anneals the primers and provides the opportunity to geometrically increase the amplification rate. The nicking, extension and replacement steps are, for example, a single step that does not require repeated manipulation interventions. This is repeated using the above reaction vessel.   Is known to have or is likely to have the target nucleic acid sequence The sample containing the polynucleotide is the target organism or the inhabited organism. Obtained from an environment known or believed to be inhabited by the organism. Can be Human or human samples containing or suspected of containing the target nucleic acid sequence Typical sources in animals or animals are blood, saliva, tears, cerebrospinal fluid, exudates, exudates, urine Biological fluids such as ascites, sputum, mucus, semen, bone marrow, feces; or lungs, liver , Kidney, spleen, heart, hair, skin and other tissues. Other sources of target nucleic acid sequences Is used for plants, soil, food (especially meat, cooked food, shellfish and dairy products) and Water.   In a preferred embodiment, the target nucleic acid sequence is Cryptospor Contains the nucleic acid sequence of idium parvum. 18S rRNA gene of Cryptosporidium parvum Is more preferred. Cryptosporidium parvum 18S rR The nucleotide sequence of the NA gene has 1750 nucleotides and It can be obtained from the base under the accession number of L16997. Cryptosporidium parv The sequence of the um 18S rRNA gene is set forth in SEQ ID NO: 1. Cryptosporidium p Samples for performing analysis on arvum usually include drinking water, surface water, and feces. There are stools.   As used herein, the term "amplification primer" refers to the term Oligo video for amplifying the target nucleic acid sequence located by primer extension A xyribonucleotide primer is meant. The 3 'end of the amplification primer is Hybridizes to the 3 'end of either the acid sequence or its complement. Amplification primer If the 3 'end of the primer is hybridized to the polynucleotide chain, The 5'-end of the immer, for example, hybridizes to the polynucleotide strand found in the sample. No need to soy. In addition, the 5 'end of the amplification primer should be minimal, Has recognition sequences for nucleases or restriction enzymes. This recognition sequence If the recognition site is a semi-modified site, "nicking" one strand of the DNA duplex For endonuclease. As used herein, the term "nick" Only one of the two strands of the semi-modified recognition site of the DNA duplex is restricted to the restriction endonucleus. Means to be "nicked" by the lase.   In the present invention, the first and second recognition sequences each for one or more restriction enzymes Having two primers, a first amplification primer and a second amplification primer. I'm using The first and second recognition sequences are the same or different Recognized And the first and second recognition sequences are identical or nickable. Differences are also included in the present invention. In addition, amplification primers Also having one or more recognition sequences for a restriction endonuclease recognition site, Included in the present invention. For example, a restriction endonuclease for nicking Other recognition sequences located 5 'to the recognition sequence for nicking A polynucleotide comprising an isolated copy of a double-stranded target nucleic acid sequence flanked by restriction sites The fragments are used for cloning.   Nick the primer binding region or target binding region of the primer. A single strand of sequence information corresponding to the restriction endonuclease recognition site In view of the potential non-hybridizing portion of each primer included, the present invention Under the conditions (see below) used to perform the primer Must be sufficient to ensure kneeling. Preferably, the The target binding portion of the primer has at least about 16 nucleotides and Target binding sites are responsible for at least about 40% of the primer nucleotides.   Preferred amplification primers are oligodeoxy Ribonucleotides, and in a double-stranded molecule, the primer is a double-stranded polynucleotide. Nick sites (ie, Nicked endonuclease recognition or restriction site) Inhibits restriction endonuclease cleavage. Therefore, properly formed double-stranded Enzymes with nick activity when primers are involved in oligonucleotides Has the effect of not inhibiting the cleavage of the primer polynucleotide at the nick site If it is a modified nucleotide, this modified nucleotide Included in preferred primers of the invention.   Can contain nicks recognized by different restriction endonucleases If a different site is introduced, preferably a different restriction endonuclease, e.g. For example, it can be selectively inactivated by heating or metal chelation. . According to an example, one primer is specific for the strand of the recognition site for BsiHKCI And the second primer is specific for a recognition site for AlwI. Al wI is denatured by incubation at 65 ° C for 20 minutes, whereas BsiHKCI is denatured By exposing the amplification reaction to conditions at 65 ° C for 20 minutes, One can be selectively modified. And such a reaction is the 5 'end side Asymmetrically amplify the polynucleotide chain having the BsiHKCI sequence. is there Alternatively, different restriction endonucleases can be added at different levels of activity. Wear. Apart from these considerations, a nicked, preferred restriction end A nuclease recognition site is a non-palindromic site. With various restriction enzymes, U.S. Patent No. 5,270, each of which restriction sites are incorporated herein by reference. No. 184 (issued December 14, 1993) at column 10, lines 29-68.   The function of the first and second recognition sequences of the amplification primer is that of a semi-modified restriction endonuclease. It is to provide a template for generating a creatase recognition site. Used in this specification "Semi-modified restriction endonuclease recognition site" or "Semi-modified recognition A "sense site" is a double-stranded recognition sequence for a restriction enzyme, where one strand is usually At least one modified (or “triggered” molecule that prevents strand breakage by restriction enzymes Derived ") nucleotides. Modify the position where cleavage of the chain is blocked Nucleotides (also Is the other strand at the semi-modified recognition site that does not contain nucleotides) Puts "nick". Usually, a semi-modified recognition site is a single strand Involved in one or more hemi-phosphorothioated nucleotides Part. Appropriate restriction enzymes used to generate the modified recognition site The recognition sites and modified dNTPs are disclosed in U.S. Patents, the disclosure of which is specifically incorporated herein. No. 5,270,184 (issued December 14, 1993).   The function of deoxyribonucleoside triphosphate in the process of the present invention is To generate a complementary strand of the target nucleic acid sequence using the target, and use the target complement as a template. The role of the substrate for polymerizing an enzyme that produces a copy of the target nucleic acid sequence using What to do. A set of deoxyribonucleoside triphosphate monomers is preferred Preferably, at least one monomer is 2'-deoxyguanosine 5'-triphosphate, 2'-de Oxyadenosine 5'-triphosphate, 2'-deoxycytidine 5'-triphosphate, or thymidine A modified form of gin 5'-triphosphate. A preferred modified monomer is 2'-deo Xycytidine 5′-0- (1-thiotriphosphate) [ie, dCTP (αS)]. Other suitable In a specific embodiment, the modified monomer is 2′-deoxyguanosine 5′-0- (1- Thiotriphosphate), thymidine 5′-0- (1-thiotriphosphate), 2′-deoxycytidine 5′-0- (1 -Thiotriphosphate), 2'-deoxyuridine 5'-triphosphate, 5-methyldeoxycytidine 5'-triphosphate or 7-deaza-2'-deoxyguanosine 5'triphosphate. This It will be appreciated by those skilled in the art that the function of the modified monomer in the method of the present invention will work. If so, other modified monomers are included within the scope of the present invention. Of the modified monomer Function is the generation of a nickable restriction endonuclease recognition site Contributing to It is in. To provide this function, the modified monomer must be nicked Blocking the cleavage of one of two DNA strands containing a restriction endonuclease recognition site Must contribute. Usually, the modified nucleic acid monomer is Incorporated 3 'adjacent to the cleavage site of the nick enzyme at the It is not incorporated adjacent to the cleavage site at the 3 '. Modified nucleic acid monomer at this position Usually inhibits the cleavage of those chains. 3 'adjacent to the nick enzyme cleavage site The other chain lacking the modified monomer is cleaved and a nick is generated I do. Other modification procedures that prevent cleavage of one strand at the recognition site of the duplex have also been developed. Ming intends. Modifying one or more nucleic acid monomers is also within the scope of this invention. Is included. Further, those skilled in the art will appreciate that suitable nucleic acid monomers or monomers Can be used after synthesis to obtain a new mode of use of the modified nucleic acid monomer. Will come to mind.   In the present invention, deoxygenation is performed using an amplification primer and a target nucleic acid sequence as a template. Ribonucleoside triphosphate (and modified deoxyribonucleoside triphosphate (Acid) can be polymerized to the complementary strand of DNA. The polynucleotide synthesized in the first extension step is a polynucleotide sequence of the target nucleic acid. Becomes the complement of The polynucleotide synthesized in the second extension step is supplemented with the first extension product. And contains a copy of the target nucleic acid sequence. As a source of the first polymerase, There are prokaryotes, eukaryotes and viral organisms. The first polymerizing enzyme of the present invention Is produced recombinantly or synthetically, and is used for holoenzymes, enzyme subunits. Make up knits or their fragments. Primary polymerization enzymes are suitable for use in the present invention. Prior to the treatment, for example, a treatment with a reducing agent can be performed. The target nucleic acid is RNA In some cases, the first polymerase of the invention is preferably an RNA-dependent DNA polymerase. When the target nucleic acid is DNA, the DNA-dependent DNA polymerase preferable. Substantially lacks 5'-3 '(ie, 5'-> 3 ') exonuclease activity Also preferred are primary polymerization enzymes. Other preferred first polymerases are also substantially exonucleated. Lack of rease activity (3'-5 'and 5'-3' exonuclease activity). 45- Effective catalytic activity can be maintained even at a temperature of 85 ° C, more preferably 60 ° C A thermostable first polymerizing enzyme is more preferred. Use thermostable primary polymerase To synthesize polynucleotides at optimal temperatures for primer annealing Has the highest synthesis rate, which minimizes the production of unwanted polynucleotides. become. Preferred primary polymerases include avian myeloblastosis virus reverse transcriptase (AMV-R T), Moloney murine leukemia virus reverse transcriptase (MMLV-RT), Superscript I I (Superscript II) transcriptase (Life Technology, Rock, MD) Reverse transcriptase such as Bil) and E. coli DNA polymerase, E. coli. coli D NA polymerase (Klenow fragment), exo- E. coli DNA polymerase (cure) Nost fragment), Bst DNA polymerase, Taq DNA polymerase, Tfl DNA Remelase, and DNA polymerases such as Tth DNA polymerase But not limited to them. Reverse transcriptase activity and DNA polymerase activity The first polymerizing enzyme having both sides is also included in the scope of the present invention. According to such enzymes Reverse transcription activity is controlled by generating cDNA of the RNA target nucleic acid sequence. Copy acid sequence, while DNA polymerase copies DNA target nucleic acid .   In one step of the process of the present invention, the "modified first polynucleotide" Separate the target nucleic acid sequence from the otide extension product. " The target nucleic acid sequence is an RNA sequence When the modified first polynucleotide extension product is a cDNA, One means for separating a target nucleic acid sequence from a first polynucleotide extension product is an enzyme. Active. Preferably, the enzyme is partially or completely hydrolyzed to the target Digest the RNA strand containing the sequence. For example, RNA / DNA duplexes are ribonucleic Exposure to Hase H activity to produce single-stranded cDNA efficiently. In the art, Ribonuclease activity is determined by E. coli. unique enzymes such as E. coli ribonuclease H, Recognized as being brought about by its catalytically effective fragments . Ribonuclease H activity can be AMV-RT, MMLV-RT, or Versatile enzymes that express ribonuclease H activity, such as fragments thereof It is also brought. As an alternative to enzymatic separation for RNA, This can be achieved by physical means (eg, heating) or chemical means (eg, pH change). Separation step can be performed, but effectively separates the strands of the double-stranded polynucleotide Is less specific. The complementary strands of nucleic acids are separated from each other (ie, The use of enzymatic, physical and chemical means to Is well known.   In the second "extension" step of the process of the present invention, a second Two polymerases are used (i.e., complementary to the "template" and The strand that is replaced in the region where the complementary strand can hybridize to the template The "template" strand by primer extension to produce another strand that is identical Separation of hybridized polynucleotide chains). The second polymerase is the first extension product A polynucleotide that is complementary to, or the “template” described in parentheses above. Catalyzes the synthesis of When the target nucleic acid sequence is an RNA sequence, the activity of the second polymerase (ie, DNA Polymerase activity). As mentioned above, a single enzyme, reverse transcriptase It can have both activity and DNA polymerase activity. Examples of such enzymes Is well known in the art, for example, AMV-RT and MMLV-RT. Second growth A preferred second polymerase used in the long step is a DNA-dependent DNA polymerase. is there. Further, when the target nucleic acid is DNA, the first and second synthetases are the same. It is preferred to use the same enzyme. Examples of such polymerases include E. coli DNA Examples include a polymerase, a catalytic subunit or a fragment thereof. Good Preferably, this second polymerase has an exonuclease activity, in particular, 5'-3 'exo. It shall lack nuclease activity. For example, (Molecular Biology   Exo, commercially available from Resources Inc., Milwaukee, Wis.-  E. coli DNA polymerase (Klenow fragment) is a preferred second polymerase. You. The DNA polymerase used in one or both extension steps Inclusion of a polymerizing enzyme exhibiting heat resistance to temperature is also included in the scope of the present invention. Preferred High heat-resistant DNA polymerases include Tfl DNA polymerase and Taq DNA polymerase. Lase, Tth DNA polymerase and Bst DNA polymerase, It is not limited to these.   At the end of the nicking step, i.e. to separate copies of the target nucleic acid sequence At the end of step (f) in the human method, the Applicant's method specifies the target nucleic acid as the first strand Separate copy of sequence and complement of first strand hybridized to first strand as second strand Preparing double-stranded polynucleotides, including the first and second restriction ends No. that can put nicks for nucleases Each of the first and second recognition sites, at the opposite end, One chain is defined.   Isolates amplifiable copies of target nucleic acids found in single-stranded polynucleotides The above method for a single reaction mixture containing all of the reactants described herein Can be easily implemented. In the latter preferred embodiment, the above-described hybrid The size, elongation and nicking steps involve working steps other than preparing the reaction mixture. It proceeds spontaneously in the reaction mixture without need. However, as mentioned above For the first and second spontaneous hybridization steps in the process Applied to at least one separation step to prepare a suitable nucleic acid substrate In the separation step, any double-stranded nucleic acid in the reaction mixture is converted to a suitable target-search primer. The primers are separated into single-stranded nucleic acids that can hybridize with Extends in 3 'direction across the mold.   Accordingly, a preferred embodiment in Applicants' method for separating copies of a target nucleic acid sequence is described. When applied to actual processes, the first aspect of the applicant described above can be substantially shortened. You. Thus, Applicants' preferred embodiment is found within single-stranded polynucleotides. A method for isolating a copy of the target nucleic acid sequence, wherein the separated copy comprises Suitable for use for amplification of an acid sequence, the method comprises:           (a) preparing a reaction mixture, the reaction mixture comprising:           (i) The target nucleic acid sequence is contained at a position other than the terminal in the single-stranded polynucleotide. Or a sample suspected of containing the target nucleic acid sequence;           (ii) Hybridization using a single strand of the polynucleotide as a template Deoxy by extending the primer A first polymerizing enzyme capable of polymerizing siribonucleoside triphosphate; and Deoxyribonucleoside by extending the hybridized primer If the triphosphate can be polymerized and the target nucleic acid is DNA, the strand can be displaced. A second synthase that can also be used, wherein the first synthase is optionally combined with the second synthase. A first synthase and a second synthase, which can be identical;           (iii) Deoxy containing modified deoxyribonucleoside triphosphate A mixture of ribonucleoside triphosphates;           (iv) hybridizable to a target nucleic acid sequence and hybridized thereto A first amplification primer capable of forming a primer having a 3 ′ end and a 5 ′ An oligodeoxyribonucleotide with an end, 3 'of the first amplification primer The end is complementary to the 3 ′ end of the target nucleic acid sequence, and the 5 ′ end of the first amplification primer is One strand of a double-stranded semi-modified recognition site for the first restriction endonuclease Recognition sequence for the first restriction endonuclease that can nick A first amplification primer having an array; and           (v) a second containing an oligodeoxyribonucleotide with a 3 ′ end and a 5 ′ end An amplification primer, wherein the 3 'end of the second amplification primer is complementary to the target nucleic acid sequence. Complementary to and hybridizable to the 3 'end of the body The 5 'end of the second amplification primer is a second recognition for a second restriction endonuclease. A double-stranded semi-modified that the endonuclease recognizes Restriction endonuclease that can nick one strand of the identified recognition site A second amplification primer that is           (b) for separating double-stranded nucleic acids in the reaction mixture into single-stranded Applying the reaction mixture to the means for:           (c) Hybridization, primer extension, and nicking The reaction mixture is allowed to stand for a time sufficient to perform, thereby separating the target nucleic acid sequence. A double-stranded plasmid suitable for amplification, containing a separate copy of the copy and the complement of the target nucleic acid sequence. A polynucleotide extension product is generated, the double-stranded polynucleotide extension product comprising: At the opposite end, two for each of the first and second restriction endonucleases Defined by the first restriction site and the second restriction site into which the lock is inserted. .   The above-described method is hereinafter referred to as “short separation method, steps (a)-(c)”. Of the above method In step (a), the reaction mixture is an aqueous or substantially aqueous medium suitable for nucleic acid polymerization. Placed inside. The use of such media is well-known in the art. Short The separation method, step (b) of steps (a) to (c), uses a means for separating double-stranded nucleic acids into single strands. The separated strands are used in large amounts of poly- Subsequent hybridization involved in separating copies of the target nucleic acid sequence from nucleotides It functions as a template for the lysis and extension reactions. Double-stranded nucleic acid Methods for separating into single strands are well known in the art, and An NA-RNA duplex is formed in step (a) and the target nucleic acid is a segment of RNA. Ribonuclease, for example, ribonuclease H, It can be included in or added to the compound. Ribonuclease for polymerizing enzymes It is within the scope of the present invention to provide a zebra-like activity. Separation detailed above Besides the means, there are chemical means such as pH and physical means such as heating. These technologies Are all well known in the art and will not be described further herein. Absent.   RN in which the target nucleic acid is recognized as an RNA duplex or an RNA-DNA duplex A or when the target nucleic acid is single-stranded DNA or RNA, Step (b) of “Separation method, steps (a)-(c)” is usually performed at a time. The target nucleic acid is D NA contained in the sample as a DNA duplex or an RNA-DNA duplex. In this case, the same step (b) is usually performed in two steps.   The amplifiable copies of the target nucleic acid sequence and its complement are Between the recognition sequence for the second restriction enzyme and the recognition sequence for the target nucleus. The isolated copy of the acid sequence, unlike the original target nucleic acid sequence, Isolated from the non-target nucleic acid sequence in it. Therefore, separation of the target nucleic acid sequence and its complement The copies can be amplified exponentially under substantially equilibrium conditions.   Thus, in the second aspect, the present invention provides a polynucleotide amplification reaction In the above, as an intermediate, that is, as an amplification template, obtained as described above The present invention relates to a method for amplifying a target nucleic acid sequence using a separated copy of the target nucleic acid sequence. Therefore The second aspect of the invention relates to amplifying a target nucleic acid sequence in a mixture of polynucleotides. The method comprises, in addition to steps (a)-(f) above:           (g) amplifying an isolated copy of the target nucleic acid sequence or its complement, i.e. , An enzyme having DNA polymerase activity and capable of strand displacement Siribonucleoside triphosphate and modified deoxyribonucleoside triphosphate A third double-stranded polynucleotide and a first restriction endonuclease in the presence of a mixture of The contact between the target nucleic acid sequence and the second restriction endonuclease Or amplifying an isolated copy of its complement, This results in a nick in the first and second recognition sequences of the first and second recognition sites. The 3 'ends of these nicked sites are extended to produce new target nucleic acid sequences. Or its complement, and the downstream copy of the target nucleic acid sequence or its phase. Complement is replaced during the course of the process; and           (h) when sufficient to produce a detectable amount of a separated copy of the target nucleic acid sequence Continuing the step (g) for a while.   The amplification step of the method according to the invention comprises the step of: Place at least one nick at the location, ie, form a cleavage. Long chain In addition to single-strand cleavage, the present invention provides for both strands of a double-stranded polynucleotide. It is also intended to form nicks simultaneously by nicking individually. I However, the simultaneous formation of such cleavages cannot occur at the same site in the target sequence. Absent. Cleavage at each strand highlights the target nucleic acid sequence between cleavage positions. That is, it must be substantially specified. Virtually semi-modified restriction end By combining a nuclease recognition site with the same type of restriction endonuclease , Good nick activity is obtained. Nicks can be added to semi-modified recognition sites Restriction endonucleases include AccI, AlwI, AvaI, BsaI, BsiHKCI, BsmI, Bso BI, BsrI, BstXI, DpnI, Fnu4HI, FokI, HincII, HindIII, HphI, MspI, NciI, Examples include, but are not limited to, NlaIV, NspI, Pf1MI, and Tth111I. Ni Particularly suitable for insertion of Bk are BsiHKCI and its recognition site. The position is semi-modified by incorporating dCTP (αS). Those skilled in the art will appreciate the invention Will come up with other means to nick your double-stranded polynucleotide . For example, the replication enzyme is a double Cleavage can be formed in the single strand of the strand polynucleotide. Or, DpnI certified Methylate a primer specific to the single strand of the recognition site using dam methylase be able to. Since DpnI cleaves only the methylated DNA strand, it is not repaired. By the nucleic acid monomer of the decoration and DpnI as the nick enzyme, the amplicon (ie, Separation and amplification of target nucleic acid sequences adjacent to nickable sites Copy) is generated.   Furthermore, it is also necessary to selectively nick one of the two nucleic acid strands at the recognition site. Modification of restriction endonucleases that alter enzymatic activity is also a feature of the present invention. Works. For example, an IIS type restriction endonuclease such as FokI is Reworking by site-directed mutagenesis to inactivate one of the cleavage centers So that the reworked enzyme cleaves only one of the two cleavage sites on the substrate. The nick enzyme according to the present invention can be obtained.   Deoxyribonucleoside modified with saturating amounts of deoxyribonucleoside triphosphate Since sidotriphosphate is used, the time for performing the amplification step depends on the activity of the polymerase and the temperature. Depends on the degree. Typically, the amplification time is about 60 minutes.   Alternatively, a method for amplifying a target nucleic acid sequence located within a single-stranded polynucleotide The above steps (g) and (h) as steps (d) and (e) respectively, a short separation method, steps (a)-(c) And that the execution procedure in each of the steps (g) and (h) is replaced at one place. And is implemented by First, in step (g), the `` third double-stranded polynucleotide The notation `` contact '' refers to `` contacting the double-stranded polynucleotide extension product '' in step (d). Yes ". Next, the notation of "step (g)" in step (h) is Replace with the notation of “step (d)” in (e). Amplification method described in this paragraph Is hereinafter referred to as “short amplification method, steps (a)-(e)”.   A third aspect of the invention relates to a method for determining the presence of a target nucleic acid sequence. Specifically The present invention determines the presence of a target nucleic acid sequence within a single-stranded polynucleotide. The method comprises the steps (a) to (h) described above and the following step (i);           (i) determining the presence of a detectable amount of the separated copy of the target nucleic acid sequence and detecting If the presence of a possible amount of separated copies of the target nucleic acid sequence is observed, Include additional steps to indicate that linked genotypes or organisms are present in the sample No.   In a preferred embodiment, the method of the invention comprises Cryptosporidium parvum. To determine the pathogenicity of Cryptosporidium parvum in potentially suspected samples Used for The pathogenic presence of Cryptosporidium parvum is determined by the steps (a)-(i) of the present invention. Is determined by subjecting the sample to the method described above. Cryptosporidium parvum nucleic acid Is detected by amplifying a part of the 18S rRNA gene of Cryptosporidium parvum. For detection, two amplification primers, P1 and P2, were used. P1 nucleo The nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 2 and the nucleotide sequence of P2 is shown in SEQ ID NO: 3. Posted. DN, including visualization of stained gels containing reaction products fractionated by electrophoresis A. One or more different techniques for detection may be used to detect amplified target nucleic acid sequences. Used. In addition, probe extension using a detection system that uses radiolabels The Say method can also be used (see below). Such detection technology is a conventional technology. And are well known in the art.   In another preferred embodiment, the susceptibility of humans to breast cancer is determined. Specifically Contains genomic DNA obtained from female or male (ie, carrier) patients A sample is prepared for the target nucleic acid sequence. Use as a sampling source. Alleles deeply associated with genetic signs of breast and ovarian cancer To anneal to genomic DNA sequences that define mutation sites for diagnosis , Design primers. Specifically, mutations on chromosome 17q21.1 It is associated with a high prevalence of cancer and ovarian cancer. Heterozygous for such mutations Of women have an 85% chance of surviving breast cancer and 63% of ovarian cancer It is. Boyd et al., "A Human," the entire text of which is incorporated herein by reference. See BRCA1 Gene Knockout, “Nature 375: 541-542 (1995). The child was mapped in 1990 and encodes a protein of 1863 amino acids24 Exons. Hall et al., Incorporated herein by reference. Science 250: 1684-1689 (1990). The BRCA1 gene has already been isolated I have. Simar et al., Nature Genet, both of which are incorporated herein by reference. . 8: 392-398 (1994) and Miki et al., Science 266: 66-71 (1994). Germline mutations in BRCA1 have been identified in more than 80 families with these cancers I have. Futreal et al., Science 26, each of which is incorporated herein by reference. 6: 120-122 (1994), Friedman et al., Nature Genet. 8: 399-404 (1994), and And Schattuck-Eidens et al., A.J. Med. Ass. 273: 535-541 (1993) . Boyd et al (1995) found that families with a high prevalence of breast and / or ovarian cancer A1 sequence, i.e., two "A" nucleotides at position 2800 of exon 11 (AA2800) Deletion, which results in a stop codon at nucleotide 2820 Have reported that. Friedman et al (1994) used the same AA2800Reported a mutation in ing. The amplification method of the present invention is used for amplifying a known mutation as described above. Being If a mutant amplicon is detected, its presence will be Increases the risk of breast and / or ovarian cancer. For example, the known BRCA1 Sequence and deletion (AA2800) By using the two salts at the 3 'end. Group has two bases deleted (AA2800) A site having complementarity with the two bases upstream of One amplification primer is constructed. Using the known sequence for exon 11 of BRCA1 This creates a second amplification primer that hybridizes to the downstream complement. You. The first amplification primer constructed as described above has a mutation (AA2800) And just It can be completely hybridized. BRCA1 allele lacking this mutation Does not hybridize to the 3 'end of the first amplification primer and produces an amplification product. Absent. Conversely, in the BRCA1 gene with this mutation, the mutation increases to a detectable amount. It is width.   In another embodiment, the method of the present invention comprises the step of partially excluding 24 exons of the BRCA1 gene. Alternatively, it is used as a screening technique for detecting all mutations. example For example, following the sequence of the BRCA1 gene disclosed in the literature, its 3 'end is the target First to bind to the 3 'end of the target exon (or intron 3' to it) Design amplification primers. The second amplification primer according to the present invention is At the 3 'end of the complement of the target exon (or the complement of the intron 3' to it) It has a 3 'end designed to join. For example, forming a semi-modified recognition site U.S. Pat.No. 5,270,184, which relates to recognition sequences and recognition enzymes that can See description in column 10. These primers serve the purpose of a known BRCA1 gene. Design to define the target exon to be Incorporated herein by reference See also Nowak, Science 268: 1700-1701 (1995) That. The amplified exon (ie, the target nucleic acid sequence) is converted to the size of the breast cancer sign. To search for mutations at loci associated with, such as single-strand conformation polymorphism (SSCP) Can be separated electrophoretically using techniques well known in the art.   In another embodiment, the amplification primer is an Ataxia capillary vasodilator, a genetic disease. Defines a region of the ATM gene, known as a diagnostic clue to Zhang. Honcho Savitsky et al., Science 268: 1749-1753 (1995), incorporated herein by reference. Reports mapping and a portion of the single gene cDNA responsible for the disease. ing. The amplicon generated by the method of the present invention is a standard technology in the art. Familiar with the rapid determination of some of the human genotypes using Related human genes Knowledge of some of the types can also be used to identify mammals, including their ability to express specific disease features. Prompts you to determine your status. This finding has been implicated in cures that include preventive measures (ie, genetic counseling). It provides guidelines for rehabilitation work.   In another embodiment, the reverse transcriptase (RT), HIV-1 protein contained in the HIV-1 genome. Aase, or integrase, regulatory protein (Tat, REV, Nef), or Virion structural proteins and auxiliary proteins (Env, Gag, Vif, Vpr, Vpu) By amplifying a known nucleic acid sequence encoding such a structural protein, The method of the present invention for detecting a target nucleic acid sequence detects the presence of a retrovirus such as HIV-1 Used to In particular, by using the known sequence of HIV-1 RT, RT (RN A or any of its cDNAs) A first primer having a 3 'end that hybridizes to the 3' end of the Consisting of a second amplification primer having a 3 'end that hybridizes to the 3' end of complement, A pair of primers is a book Prepared according to the invention. The two amplification primers used in the method of the present invention Defines the region of the nucleic acid sequence and requires about 16 or more complementary bases per primer Since the partial sequence of the end opposite to the target nucleic acid sequence of interest is Again, the method of the present invention works well. In this embodiment, each amplification primer Is a restriction endonuclease that can nick a semi-modified recognition site At its 5 'end. Deoxyribonucleoside triphosphate And the presence of the modified deoxyribonucleoside triphosphate described in the above steps (a) to (i). In the presence, the amplification primers described above and nuclei obtained from a sample considered to contain HIV-1 By using an acid, the method of the present invention amplifies HIV-1 RT in a sample and Is detected. The detection method of the present invention described above can be used for DNA synthesis of AZT, DDC, DDI, 3TC, etc. The rapid response seen with pharmacotherapy with anti-RT agents that function as chain stoppers during growth The present invention can also be applied to amplification of a target nucleic acid sequence of HIV-1 such as rapidly mutating RT.   In another embodiment, the method for determining the presence of a target nucleic acid sequence comprises the step (i) ) As step (f), a short amplification method, and a method having a configuration added to steps (a) to (e). detection The latter method for determining the presence of a possible amount of a target nucleic acid sequence is hereinafter referred to as the “short determination method, (A)-(f) ".   Another aspect of the present invention relates to a kit comprising components for performing the method of the present invention. And this kit:           (a) Dehydration to produce an essential first product from the complement of the template A polymerizing enzyme capable of polymerizing xyribonucleoside triphosphates, A polymerizable enzyme that can be           (b) a pair of amplification primers including a first amplification primer and a second amplification primer The first amplification primer is a large The 3 'end of the target nucleic acid sequence located at a position other than the end of the polynucleotide Nicks can be added to the complementary 3 'end and the semi-modified first recognition site Has a 5 'end with a first restriction sequence for a first restriction endonuclease, Further, the second amplification primer has complementarity with the 3 ′ end of the complement of the target nucleic acid sequence. 2 'restriction with a 3' end and a nicked semi-modified second recognition site A pair of amplified having a 5 'end with a second restriction sequence for an endonuclease Width primer;           (c) Nicking a substantially semi-modified restriction endonuclease recognition site One or two restriction endonucleases that can be           (d) deoxyribonucleoside triphosphate; and           (e) a modified deoxyribonucleoside triphosphate.   Whether the first recognition sequence and the second recognition sequence are identical or different, Are included within the scope of the present invention. In addition, the kit described above has an RNA-dependent It may further comprise a DNA polymerase. In addition, the yeast used in the kit Kits may contain sufficient buffers and ions to efficiently maintain elemental activity. , Within the scope of the present invention. In the kit of the present invention, the enzyme is freeze-dried. It is provided in a state or in a stabilizing solution.   In a preferred embodiment, it is placed in a buffer solution stabilized with glycerol, And provided at -20 ° C. The kit includes AMV reverse transcriptase, ribonuclease H, Bst DNA polymerase, Bs iHKCI and bovine serum albumin, magnesium chloride, other salts, Manito And an enzyme dilution buffer containing trehalose and trehalose. A person skilled in the art If other Enzymes, enzyme subunits and fragments thereof are also useful in kits according to the invention. You will notice that it can be used. Deoxyribonucleic acid used in the kit of the present invention Reoside triphosphates include 2'-deoxyguanosine 5'-triphosphate, 2'-deoxyadenoate Nosin 5'-triphosphate, thymidine 5'-triphosphate, and 2'-deoxycytidine 5'-triphosphate Includes 3 of the 4 substances in the group consisting of acid but used in this kit One unmodified deoxyribonucleoside triphosphate is the number of its modified Used in one form. Modified deoxyribonucleoside used in the present invention Triphosphate is as described above. Preferred modified deoxyribonucleic acid Osidotriphosphate is 2'-deoxyguanosine 5'-0- (l-thiotriphosphate), 2'-deoxy Siadenosine 5'-0- (1-thiotriphosphate), thymidine 5'-0- (1-thiotriphosphate), and 2′-deoxycytidine 5′-0- (1-thiotriphosphate). In another embodiment, the chloride Add tramethylammonium or tetraethylammonium chloride to the reaction components Can be   In a preferred kit of the invention, the following are standard 1.4 ml screwed It is placed in a gasketed microcentrifuge tube with a cap. 10 × buffer solution strike Pack is 350mM K ・ POFour(pH 7.6). In the second tube The 10X stock of other reagents was 102 mM magnesium chloride, 7.0 mM Tris-HCl (pH 7. 9), 34 mM potassium chloride, 7.0 mM dithiothreitol, 20% (w / v) maltitol, And 0.5 ml of a solution containing 13.4% (w / v) trehalose. 5mM dGTP, 5m 0.5 ml of a 10 × stock solution consisting of MdATP, 5 mM TTP, and 14 mM dCTP (αS) was prepared. A third tube is filled with deoxyribonucleoside triphosphate. -20 ° C Units of AMV reverse transcriptase placed in stabilized glycerol solution maintained at room temperature , 24 simple E. of rank coli ribonuclease H, 800 units of Bst DNA polymerase, 15,000 units 10 × stock solution consisting of BsiHKCI in position 2 and 7.0 mg / ml bovine serum albumin The protein is placed in a fourth tube charged with 0.5 ml of. Prepared in this way Further, the kit of the present invention is provided with reagents sufficient for performing a conventional amplification reaction 100 times. The user of the kit should be able to use the test containing or suspected of containing the target nucleic acid sequence Prepare the fee. Each of the two primers (eg, SEQ ID NOs: 2 and 3; 0.5 μM) Each target binds at least about 16 bases near the 3 'end of each primer It has a part. Near the 5 'end of each of the two primers, BsiH The sequence specifying the chain of the recognition site for KCI, 5'-CTCGGG-3 '(ie, the recognition sequence ). For the heat denaturation step in the method of the present invention, a buffer and a deoxyribonucleic acid Reoside triphosphate, a sample nucleic acid and a primer are used in combination. For example Utilizes a denaturation step that includes a 2 minute incubation at 100 ° C. For example, Following incubation at a suitable annealing temperature such as 2 minutes at about 60 ° C And add the remaining reaction components and allow the reaction to proceed, for example, at about 60 ° C for 60 minutes. Let me go.                   Separation and / or amplification procedures   The separation / amplification procedure performed by the method of the present invention is shown in FIGS. 1a and 1b. Illustrative purpose In the following, an embodiment relating to a target nucleic acid sequence within single-stranded polynucleotide 1 will be described. (FIG. 1a). First, deduced from the target nucleic acid sequence (eg, RNA or DNA) The sequence data was designed using two primers, (+) primer 2 and (-) primer 5. Used for Each primer separates and amplifies towards its 5 'end Semi repair of double strands formed between Restriction endonuclease for restriction endonucleases that nick decorative DNA It contains a protease recognition sequence. (+) 3 'end of primer 2 is within polynucleotide 1 And a target binding region that shows a sequence complementary to the 3 'end of the target nucleic acid sequence at (-) The 3 ′ end of the primer 5 is a sequence found in the complementary (+) strand 3, A target binding sequence that is complementary to the 3 'end of the complement of the target nucleic acid sequence in Otide 1. Includes joint areas. The target binding region of (+) primer 2 in polynucleotide 1 and ( -) The complement of the target binding region of primer 5 And the portion of the polynucleotide between the primer sequences to be amplified Defines the range of the target nucleic acid sequence.   If the target nucleic acid sequence is double-stranded, the amplification procedure may be, for example, polynucleotide. Starting from a separation step (not shown) by denaturation. For example, standard in the art Denaturation can be achieved by heating or changing the pH using any suitable technique. In a preferred embodiment, two primers, (+) primer 2 and (-) primer Immer 5 and deoxyribonucleoside triphosphate (at least one of which is repaired) Reaction) in the presence of a mixture containing buffering agents and salts. The chains are separated by heating. Among other things, the reaction is By increasing the temperature to 0 ° C., the chains are separated. Particularly preferably, at 100 ° C. for 2 minutes During the incubation, the strands are separated. Includes target polynucleotide Appropriate so that (+) primer 2 anneals to the resulting polynucleotide 1 The temperature is reduced to, for example, 60 ° C. (step I in FIG. 1a, not shown).   In step II of FIG. 1a, where polynucleotide 1 is an RNA molecule, the template-specific Polymerases capable of polymerizing nucleic acids, such as For example, RNA-dependent DNA polymerases such as reverse transcriptase By extension of the first amplification primer using nucleotide 1 and (+) primer 2, The complementary (+) strand 3 is synthesized. When polynucleotide 1 is RNA, reverse transcriptase Element catalyzes the synthesis of the complementary (+) strand 3 (in this case, the cDNA) It is an enzyme. This reaction involves the reaction of deoxyribonucleoside triphosphate with at least one Proceeds in the presence of the modified deoxyribonucleoside triphosphate. DNA port Extension of (+) Primer 2 by a polymerizing enzyme such as remelase or reverse transcriptase Form the complementary (+) chain 3. Hybridization of complementary (+) strand 3 to polynucleotide 1 Digestion is partially double (ie, partially double-stranded) polynucleotides. Produce product 4, which is an otide. Complementary (+)-strand 3 is the one known in the art. Is separated from polynucleotide 1 by the method. Polynucleotide 1 is RNA When it is a molecule, it is preferably an RNA polynucleic acid involved in an RNA / DNA duplex. Separation is performed using an enzyme that selectively degrades Reotide 1, which is illustrated in FIG. The broken line indicates the polynucleotide 1 'partially degraded by I. RNA / Selectively acts on the RNA strand of DNA duplex and has ribonuclease H activity Enzymes containing the obtained enzymes are preferred enzymes. This step involves ribonuclease H Catalyzed by active reverse transcriptase or another ribonuclease H enzyme You. Preferred enzymes are E. coli. coli ribonuclease H enzyme. Effectively split the chain Other methods for separating include heating the mixture and adjusting the pH. Partially Regardless of whether or not to go through the steps for the unraveled polynucleotide 1 ', As shown in FIG. IV, the complementary (+) strand 3 becomes a functional single strand.   In step V, the complementary (+) strand 3 is the second amplification primer, (-) Contact with primer 5. This (−) primer 5 is used as the 3′-binding region of (−) primer 5. Sequence that defines one end of the target nucleic acid sequence, which is substantially identical to the sequence of the region. Anneal to the region of the complementary (+) strand 3 containing the complementary sequence. As defined herein Thus, the substitution of uracil for thymine and ribose for deoxyribose The main difference, that is, RNA and DNA sequences with substantially the same information, Sequences are identical, and constitute copies of each other.   In step VI, the complementary (+) strand 3 as a template and at least one of Using the decorated deoxyribonucleoside triphosphate, the (-) primer 5 It is extended. This extension reaction has a partial duplex with the complementary (+) strand 3. To produce a modified (−) strand 6 involved in the polynucleotide 7 (step VI).   Polynucleotide 7, which is partially double-stranded, contains two incompletely modified strands. No. The 5 'end of each strand of the (+) strand 3, which is complementary to the modified (-) strand 6, is an unmodified restriction endonuclease. It is provided by an unmodified primer sequence containing a creatase recognition sequence. (-) The 5 'end of strand 6 is with the (-) primer 5 and the 5' end of the complementary (+) strand 3 is with the (+) primer. Provided by Limer 2. Therefore, a partially double-stranded polynucleotide The single-stranded treated restriction endonuclease recognition site at Otide 7 is Since the unmodified (+) primer 2 is involved in the formation, it is substantially semi-modified. This is the recognized recognition site. Figures 1a and 1b show nickable restriction endonucleators The zeta recognition sites are represented as juxtaposed boxes with different patterns. Juxtaposed box phases The boundaries of each other are cleavage sites.   In step VII, the partially double-stranded polynucleotide 7 The semi-modified restriction endonuclease recognition site at is a single-stranded unmodified restriction endonuclease. Cleavage of nuclease sequences by restriction endonucleases (e.g., BsiHKCI) Nick is put in. This nick creates an upstream (+) strand 8 and a downstream (+) strand 9 And both strands are annealed to the unnicked modified (-) strand 6 I have. The upstream (+) strand 8 is another polynucleotide that is complementary to the modified (-) strand 6. It has a free 3 'end available for synthesis with the tide chain.   In step VIII, the 3 'end of the upstream (+) strand 8 is complementary to the modified (-) strand 6 It is extended to form a modified (+) strand 10. In this step, the (+) chain 9 Removed from Annealing the (+) strand 10 modified to the (-) strand 6 yields non-target DNA A double-stranded polynucleotide fragment 11 substantially containing no is generated. Double-stranded polynucle The non-target DNA at Reotide Fragment 11 mainly consists of the two introduced restriction endonucleases. It is a nuclease recognition site. Therefore, the double-stranded polynucleotide fragment 11 A double-stranded form of a separated copy of the target nucleic acid sequence, suitable for amplification by the method of the invention . Double stranded polynucleotide fragment 11 is substantially semi-modified and may be nicked It has two possible restriction endonuclease recognition sites, which are It is located at each end. Nicking double-stranded polynucleotide fragment 11 These two restriction endonuclease recognition sites that can be It may be different.   According to FIG. 1b, double-stranded polynucleotide fragment 11 is a semi-modified restriction endonucleic acid. Nicking process at the rease recognition site (step IX) and the 3 'generated by the nick The target nucleic acid sequence or its complement (step The strand of the downstream chain containing X) is displaced. Specifically, a new (+) chain 15 is It is formed by extending the upstream (+) strand 8. With the synthesis of the new (+) strand 15, The displaced (+) strand 12 is removed. Although not shown in FIG.1b, the substituted (+) strand 12 (-) Binds to primer 5. By extending (-) primer 5, a new (-) strand 1 6 (not shown). As synthesis proceeds, a new (+) strand 15 is substituted for the substituted (-) strand 13. Hybridize to form a new duplex 17, as shown in step XIa. new Duplex 17 is one regenerated restriction endonuclease that can contain a nick Includes a protease recognition site. Nicking the site cleaves a new (+) strand 15 A stream (+) strand 8 and a small downstream (+) strand 19 (step XIIa) are formed. In process XIIIa, upstream (+) Extending strand 8 produces another copy of the new (+) strand 15, while a small lower strand The current (+) chain 19 is coming off. In step XIVa, when the extension reaction is completed, the substituted (-) strand A complete copy of the new (+) strand 15 hybridized to 13 is generated, which , A new duplex 17 regenerates. The new duplex 17 is prepared in steps XIIa, XIIIa and XIVa Will be added again. The displaced small downstream (+) strand 19 (step XVa) was (Step XVIa). New (-) strand by extension of (-) primer 5 Sixteen copies were generated and a small one using the sequence of (-) primer 5 as a template. Extending the downstream (+) strand 19 produces a copy of the displaced (+) strand 12 (step XVIIa). As synthesis proceeds, the (+) strand 12 substituted for the new (-) strand 16 hybridizes, Thus, a new copy of the duplex 18 is formed that functions as a substrate in step XIIb. A similar reaction system is used for operations involving the (-) strand 13 replacing the upstream (-) strand 14 (engineering). About X).   In step XIb, by extending the upstream (-) chain 14, a new (-) chain 16 is generated. The annealed substituted (−) strand 13 is removed. The substituted (-) strand 13 is the (+) primer 2 Hybridized to Then, the (+) primer 2 was extended to hybridize to the displaced (−) strand 13. A new (+) strand 15 is created, which creates a copy of the new duplex 17 (not shown) You. In step XIIb, the new (-) strand 16 involved in the new duplex 18 is nicked. This produces an upstream (−) strand 14 and a small downstream (−) strand 20. Upstream (-) chain 14 Elongation generates a new (-) strand 16 and removes a small downstream (-) strand 20 ( Step XIIIb). In step XIVb, the new (−) strand 16 was replaced with the substituted (+) strand 12 and hybridized. Completes the synthesis of the (-) strand 16 copy because a new duplex 18 copy is generated . The new duplex 18 is then reapplied to steps XIIb, XIIIb and XIVb. The displaced small downstream (-) strand 20 (step XVb) hybridizes to (+) primer 2 (Step XVIb). Extension of (+) primer 2 generates new copy of (+) strand 15 And using the (+) primer 2 as a template to extend the small downstream (-) strand 20 Thus, a substituted (−) chain 13 is generated (Step XVIIb). New (+) strand 15 is replaced by (-) strand 13 As it hybridizes, a new copy of duplex 17 is generated, which is passed to step XIIa. Sent. These steps will be repeated while the amplification process is in progress. You.   (+) Primer 2 and (-) Primer 5 used in this method are generally Reotide has a length of about 40. Targets for (+) primer 2 and (-) primer 5 The binding site is highly stringent, resulting from standard reaction conditions. Expresses complementarity under hybridization conditions so that it can bind to the target template Should be an array.Experimental example             1. Amplification of RNA target polynucleotide   All drugs were prepared at reagent level. Moloney mouse leukemia virus Reverse transcriptase and Superscript II transcriptase Purchased from Rosie (Rockville, MD). T3 RNA polymerase Ambion Maxiscript (Austin, Texas) mbion Maxiscript). All other enzymes are molecular Sourced from Biology Resources, Milwaukee, Wisconsin . Synthesize polynucleotides and use synthetic genetics (Sy Gel filtration by nthetic Genetics (San Diego, CA).   RNA templates were prepared using the Ambion Maxiscript kit according to the manufacturer's instructions. Made. In short, the RNA template was prepared by transcription of about 2 μg of plasmid pCPV4.7. Made. Plasmid pCPV4.7 contains the 18S rRNA gene from Cryptosporidium parvum Contains. (This plasmid is used for disease control in Atlanta, Georgia. Courtesy of Norman Pieniazek of the Center ) This plasmid contains the T3 RNA polymerase promoter in close proximity to the 18S rRNA gene. And the promoter is suitably integrated to express the gene. I have. This plasmid was digested by restriction endonuclease digestion with PvuII. And T3 RNA polymerase and Ambion Maxiscript kit to Transcribed in vivo. The reaction product is washed with ribonucleic acid to completely remove DNA. Washed twice with nuclease-free deoxyribonuclease I. Transcript, Known standard on agarose gel And quantified by comparison. 1.5 μg of pure transcript was obtained. Final concentration of reaction components The degree is usually 35 mM potassium phosphate (pH 7.6), 1.4 mM dCTP (αS), 0.5 mM dATP, 0.5 mM mM dGTP, 0.5 mM dTTP, 0.7 mg / ml bovine serum albumin, 10.2 mM magnesium chloride , 0.7 mM Tris-HCl (pH 7.9), 3.4 mM potassium chloride, 0.7 mM dithiothreitol, 2% maltitol, 1.34% trehalose, 4-8 units of AMV reverse transcriptase, 0.12-0 .24 units of E. coli ribonuclease H, 8 units of Bst DNA polymerase, 150 units BsiHKCI and the variable amount of RNA template described in each experiment described below. Make the final reaction volume 50 μl. In these samples, primers P1 and P2 were also 0.5 μM each. (See below). In addition, this reaction component has a concentration of 1-100 mM. Optionally contains tetramethylammonium chloride or tetraethylammonium chloride .   P1 nucleotide sequence, 5'-ACCCCATCCAATGCATGTc / tcgggTCGTAGTCTTAACCAT-3 ' As SEQ ID NO: 2. [Primer P1 is the (+) primer of FIGS. -2. ] Nucleotide sequence of P2, 5'-CGATTCGGCTCCAGACTTc / tcgggTGCT GAAGGAGTAAGG-3 ′ was described as SEQ ID NO: 3. [Primer P2 is shown in FIGS. 1a and 1 This corresponds to (-) primer 5 in b. In the sequence of P1 and P2 described above, BsiHKCI The sequence corresponding to the restriction endonuclease recognition sequence in lower case, and , The slash is the restriction endonuclease cleavage site or the site where the nick enters It is. The sequence from 3 'to each restriction endonuclease recognition sequence is the target of P1 and P2. It is a binding region.   40 μl sample containing phosphate buffer, nucleotides, primers and template Was prepared using concentrated reagents. In order to denature the template, the sample is , Heated to 100 ° C. The remaining reaction components, ie, bovine serum album Min, salt Magnesium chloride, Tris-hydrochloric acid (pH 7.9), potassium chloride, dithiothreitol, Litol, trehalose, reverse transcriptase, Bst DNA polymerase, BsiHKCI and The sample was allowed to stand for 2 minutes before adding the enzyme mixture containing Cooled to 50 ° C. In a one-step protocol, samples were incubated at 50 ° C for 60 minutes. In the two-step protocol, samples are first incubated at 37 ° C for 30 minutes. And then incubate at 50 ° C. for 30 minutes.   See Walker et al., Nucl. Acids Res., Which is incorporated herein by reference. 20 (7): 1961-1969 (1992). Detected. First, the Cryptosporidi of 5'-AGAGATTGGAGGTTG-3 'described in SEQ ID NO: 4 The probe for detecting um parvum was radiolabeled as follows. 10 pmol C.I. Parvum detection probe, 35 μCi [γ32P] ATP (6000Ci / mmol, NEN Research Pro Kutsu, Boston, Mass.), 30 units of polynucleotide kinase , 50 mM Tris-HCl, pH 7.2, 1 mM magnesium chloride, 5 mM dithiothreitol, A total volume of 10 μl of 0.1 mM spermidine-hydrochloric acid was incubated at 37 ° C. for 30 minutes. Was. The reaction was stopped by heating to 100 ° C. in 5 minutes. Next, radioactively labeled C . Parvum detection probe contains 10 mM dATP, dCTP, dGTP and TTP each; 5 μl of 350 mM potassium phosphate, pH 7.6; 1.5 μl of 200 mM magnesium chloride; A solution containing water was added to bring the final volume of the mixture to 50 μl. And radiation The labeled detection probe was subjected to a detection assay.   5 μl of the reaction mixture containing the radiolabeled detection probe and amplicon mix The combination with 5 μl of the mixture was heated to 95 ° C. for 2 minutes and then 37 ° C. And incubate for 2 minutes Was. At this point, 1 μl of exo-DNA polymerer Ze (Klenow fragment; 10 units / μl) was added. Incubate this sample at 37 ° C for 15 minutes. Incubate and add 95% formaldehyde, 10 mM EDTA, 1 mM dithiotre Itol, 0.05% (w / v) bromophenol blue, and 0.05% (w / v) xylene The reaction was stopped with 11 μl of the solution containing the anole. Next, the sample was heated at 95 ° C for 2 minutes. And electrophoresed on a 10% denaturing polyacrylamide gel. Therefore, it was analyzed. These gels are run on standard autoradiographs Applied to detection technology. In this embodiment according to the method of the present invention, 57 (total length) ) And the production of 38 (nick) nucleotide products. 2. Amplification of RNA target polynucleotide using various polymerization agents   Various polymerization agents were used to amplify the RNA target nucleic acid sequence of the present invention. That The results are shown in FIG. The reaction was repeated as described in section 1 above.   An RNA transcript for use as a template in the method of the present invention is Prepared as above using mid pCPV4.7 and T3 RNA polymerase. Multiple anti Each sample of available RNA template is approximately 107Molecules. RNA Transcript copy number is determined spectrophotometrically using the enriched template stock and a transcript size of 1750 bases It was determined analytically at 260 nm. A portion of the template was placed in a total volume of 250 μl at 37 ° C. for 60 minutes. 25 μg ribonucleic acid in 10 mM Tris-HCl, pH 8.5, 50 mM potassium chloride Treated with ZeA. The RNA template sample was used without further treatment.   For the amplification reaction, 35 mM potassium phosphate (pH 7.6), 1.4 mM dCTP (α S), 0.5 mM dATP, 0.5 mM dGTP, 0.5 mM TTP, 0.7 mg / ml bovine serum albumin, 10.2 m M magnesium chloride, 0.7 mM Tris-hydrochloric acid (pH 7.9), 3.4 mM potassium chloride, 0.7 mM Dichi Otreitol, 2% maltitol, 1.34% trehalose, 0.5 μM P1 primer -, 0.5 μM P2 primer, 150 units of BsiHKCI, and various Type and amount of reverse transcriptase were used. In a reaction using 4 units of AMV reverse transcriptase, 0 .12 units of E. coli ribonuclease H was also used (FIG. 2, lanes 1-4). Figure Reactions fractionated in lanes 5-8 of No. 2 contained 200 units of MMLV reverse transcriptase (MMLV reverse transcriptase has an intrinsic ribonuclease H activity). Fig. 2 The reaction products shown in Tables 9-12 were generated using 200 units of Superscript II ( Superscript II is a proprietary MMLV reverse transcriptase lacking endogenous ribonuclease H activity Prime). The reaction products shown in lanes 2, 6 and 10 in FIG. Without exposure to ZeA, the RNA template6Generated using Lanes 3 and 7 The reaction products shown in and 11 were treated with ribonuclease A as described above to give Ten6Was generated using a single molecule. Reaction products shown in lanes 4, 8 and 12 in FIG. Was generated using approximately 500 linearized DNA molecules as a negative control. Lane 1, The "product" at 5 and 9 was produced without any form of the target nucleic acid sequence. And thus also serve as negative controls.   25 μl of sample (control DNA, RNA template or water) and bring the total volume to 40 μl 15 μl phosphate buffer containing deoxyribonucleotides and primers The reaction was started by mixing the liquids. Incubate the reaction at 100 ° C for 2 minutes. I did it. The remaining reaction components, namely the enzymes described above, bovine serum albumin, salt Magnesium chloride, Tris-hydrochloric acid (pH 7.9), potassium chloride Enzyme mixture containing uranium, dithiothreitol, maltitol and trehalose The reaction mixture was cooled to 37 ° C. for 2 minutes before adding 10 μl of the product. So And incubate the samples at 37 ° C for 30 minutes, then at 50 ° C for 30 minutes did. All reactions were stopped by heating to 100 ° C. for 2 minutes. Earlier Amplicons were detected by a modified probe extension assay. Specific reverse transcriptase Reverse transcriptase and ribonucleic acid that produce intrinsic or exogenous activity In lanes 2 and 6 of FIG. Complicons were observed. All samples treated with ribonuclease A were tested. No available amplicon was produced. Similarly, reactions lacking the target nucleic acid sequence And a reaction using a DNA plasmid template, produce detectable amplicons. Did not reach.                             3. Balanced amplification   This example substantially demonstrates the equilibrium amplification of an RNA template according to the method of the present invention. Things. For this reaction, 35 mM potassium phosphate (pH 7.6), 1.4 mM dCTP (αS) , 0.5 mM dATP, 0.5 mM dGTP, 0.5 mM TTP, 0.7 mg / ml bovine serum albumin, 0.7 mM T ris-hydrochloric acid (pH 7.9), 3.4 mM potassium chloride, 0.7 mM dithiothreitol, 2% mulch Toll, 1.34% trehalose, 8 units of Bst DNA polymerase, 150 units of Bsi HKCI and RNA template were used. In these samples, the primers P1 and P2 were also used in each It was included at a concentration of 5 μM. The reaction containing the RNA template is added to the Cryptosporidium parvum 425 pg of RNA transcription template expressed from the 18S rRNA gene was added. These reactions Are shown in lanes 2 to 9 of FIG. In FIG. 3, lane 1 “product” is cast Lacks mold This was due to a control reaction. The concentration of magnesium chloride is shown in FIG. For each enzyme that was evaluated, adjust it in the range of 7.5 to 12.5 mM (final reaction concentration). It was adjusted. AMV-RT reactions contained 4 units (Figure 3, lanes 1 and 2) or 8 units (Figure 3, The enzyme from lane 9) was added. MMLV-RT-catalyzed reaction contains 200 units of reverse transcriptase But added E. coli ribonuclease H was not added (FIG. 3, lanes 3-5). ). Superscript II RT-catalyzed reactions include 200 units of reverse transcriptase and 0.24 units E. coli ribonuclease H was added (FIG. 3, lanes 6-8).   Controls containing 25 μl of RNA template (FIG. 3, lanes 2-9) or 15 μl of water ( FIG. 3, lane 1) and deoxyribonucleotides for a total volume of 40 μl And the reaction was started by mixing 15 μl of phosphate buffer containing primers. . The reaction was incubated at 100 ° C. for 2 minutes. Split into lanes 3 to 9 in FIG. The applied reaction was cooled to 50 ° C. in 2 minutes; the product of lanes 1-2 in FIG. The resulting reaction was cooled to 37 ° C. in 2 minutes. Then the remaining reactants (top Enzyme described, bovine serum albumin, magnesium chloride, Tris-HCl (pH 7.9), salt Potassium iodide, dithiothreitol, maltitol and trehalose) 10 μl of the enzyme mixture was added. Samples to be tested in lanes 3 to 9 in FIG. , Incubated for 60 minutes; the samples analyzed in lanes 1-2 in FIG. For 30 minutes then at 50 ° C. for 30 minutes. In 2 minutes, heat up to 100 ° C Heating stopped all reactions. According to the probe extension assay described above, Amplicon was detected. Figure 3 shows that amplicon formation is template-dependent. And that amplicons were observed under virtually all equilibrium conditions. are doing. Substantially equilibrium conditions are substantially Contains constant temperature and constant reactants. Separated copy of target nucleic acid sequence and its complement Can be nicked in a polynucleotide fragment containing Separation or modification of polynucleotides required before incorporating the enzyme recognition site Temperature changes may occur during the first few cycles to promote sex However, a substantially constant temperature is maintained during each amplification cycle. Real The amount of amplicon produced under equilibrium conditions (Figure 3, lanes 3-9) was determined by AMV- The amount of amplicon observed in the two-step temperature reaction using RT (Fig. 3, lane 2) It was comparable.                       4. Sensitivity of the method of the invention   The nature of the method of the invention for amplifying variable amounts of target nucleic acid sequences to detectable levels Noh was tested. For this reaction, 35 mM potassium phosphate, pH 7.6, 10.2 mM magnesium chloride was used. Cium, 1.4 mM dCTP (αS), 0.5 mM dATP, 0.5 mM dGTP, 0.5 mM TTP, 0.7 mg / ml bovine Serum albumin, 0.7 mM Tris-HCl (pH 7.9), 3.4 mM potassium chloride, 0.7 mM dithio Threitol, 2% maltitol, 1.34% trehalose, 8 units of BstDNA poly Merase, 150 units of BsiHKCI, 0.24 units of E. coli. coli ribonuclease H, and Using 8 units of AMV reverse transcriptase, the final reaction volume for each reaction was 50 μl. This These samples contained primers P1 and P2 at a concentration of 0.5 μM each, and As described, RNA transcript of 18S rRNA gene from Cryptosporidium parvum In the form of 100~TenFiveRNA target nucleic acid sequence copies were also included. RNA copy The number was determined as described above. The concentrated template was washed with 10 mM Tris-HCl, pH 8.5. And diluted with 50 mM potassium chloride.   25 μl RNA template (FIG. 4, lanes 2-7) or 15 μl water Control (FIG. 4, lane 1) and deoxylysin to a total volume of 40 μl. By mixing 15 μl of phosphate buffer containing primers with bonucleotides, The reaction was started. The reaction was incubated at 100 ° C. for 2 minutes. The rest of the reaction Ingredients (enzyme, bovine serum albumin, magnesium chloride, Tris-HCl (pH 7 .9), potassium chloride, dithiothreitol, maltitol and trehalose) The reaction was cooled to 50 ° C. for 2 minutes before adding 10 μl of the enzyme mixture containing Rejected. Amplicons were detected by the probe extension assay described above. Figure The results shown in Figure 4 indicate that amplicons were observed under virtually all equilibrium conditions, In addition, the present invention provides an RNA target polynucleotide having a small copy number of 100 copies. Even when applied to the method of (a), detectable amplicon was observed (Fig. 5).   Although the invention has been described with respect to particular embodiments, those skilled in the art will appreciate that the invention can be modified. It is thought to be correct and come up with a change. Therefore, only the limitations indicated in the attached claims Should be added to the present invention.

【手続補正書】 【提出日】1999年4月20日(1999.4.20) 【補正内容】 2.特許請求の範囲 (1) 一本鎖ボリヌクレオチドに含まれ、かつ標的核酸配列を増幅するための用途 に適した、標的核酸配列のコピーを分離する方法であって、以下の工程、すなわ ち; (a) 反応混合物を調製する工程であって、すなわち; (i) 試料、すなわち、該一本鎖ポリヌクレオチドの終端以外の箇所にあ る標的核酸配列を含む試料、または該標的核酸配列を含むと考えられる試料; (ii) 互いに同一または異なる第一重合酵素と第二重合酵素、すなわち、 該一本鎖ポリヌクレオチドを鋳型として用いて、ハイブリダイズしたプライマー を伸長することによってデオキシリボヌクレオシド三リン酸を重合する第一重合 酵素、および、ハイブリダイズしたプライマーを伸長することによってデオキシ リボヌクレオシド三リン酸を重合し、さらに、標的核酸がDNAであれば鎖をさ らに置換する第二重合酵素; (iii) 修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸を含むデオキシリボヌ クレオシド三リン酸の混合物; (iv) 標的核酸配列にハイブリダイズし、かつそれとハイブリダイズした プライマーを形成する第一増幅プライマーであって、3'端と5'端を備えたオリゴ デオキシリボヌクレオチドを含み、該第一増幅プライマーの3'端は、該標的核酸 配列の3'端に対して相補性があり、また、該第一増幅プライマーの5'端は、第一 制限エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された認識部位の一方の鎖にニ ックを入れることができる該第一制限エンドヌクレアーゼのための第一認識配列 を備えている第一増幅プライマー;および (v) 3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含む第二増 幅プライマーであって、該第二増幅プライマーの3'端は該標的核酸配列の相補体 の3'端に対して相補性があり、またそれに対してハイブリダイズし、また、該第 二増幅プライマーの5'端は、第二制限エンドヌクレアーゼのための第二認識配列 を備えており、さらに、該第二制限エンドヌクレアーゼが、それが認識する二本 鎖の半修飾された認識部位の一方の鎖にニックを入れることができる制限エンド ヌクレアーゼである第二増幅プライマー、を含む反応混合物を調製し; (b) 該反応混合物中の二本鎖核酸を一本鎖に分離するリボヌクレアーゼ 酵素に、該反応混合物を作用せしめ; および (c) ハイブリダイゼーション、プライマー伸長、およびニック入れを行 うに十分な時間だけ反応混合物を放置し、 これにより、該標的核酸配列の分離コピーと該標的核酸配列の相補体の分離コピ ーを含んだ、増幅に好適な、二本鎖ボリヌクレオチド伸長産物、すなわち、対向 する端部にて、該第一制限エンドヌクレアーゼおよび該第二制限エンドヌクレア ーゼそれぞれによってニックが入れられる第一制限部位と第二制限部位によって 規定される二本鎖ポリヌクレオチド伸長産物を生成する、 工程を含む、ことを特徴とする一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸配 列のコピーを分離する方法。 (2) 前記反応混合物が、水性または実質的に水性の媒体である請求項1に記載の 方法。 (3) 前記リボヌクレアーゼ酵素が、リボヌクレアーゼHである請求項1または2 に記載の方法。 (4) 一本鎖ポリヌクレオチドに含まれ、かつ標的核酸配列を増幅するための用途 に適した、標的核酸配列のコピーを分離する方法であって、以下の工程、すなわ ち; (a) 一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸配列の3'端に第一増幅 プライマーをハイブリダイゼーションし、すなわち、ハイブリダイズした第一増 幅プライマーを形成するための、一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸配 列の3'端への第一増幅プライマーのハイブリダイゼーションであって、該第一増 幅プライマーが、3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、 また、該第一増幅プライマーの3'端は、該標的核酸配列の3'端に対して相補性が あり、また、該第一増幅プライマーの5'端は、第一制限エンドヌクレアーゼのた めの第一認識配列を備えており、さらに、該第一制限エンドヌクレアーゼが、そ れが認識する二本鎖の半修飾された認識部位の一方の鎖にニックを入れることが できるエンドヌクレアーゼであり、これにより、一本鎖ポリヌクレオチドに含ま れる標的核酸配列の3'端に第一増幅プライマーをハイブリダイゼーションし; (b) ハイブリダイズした第一増幅プライマーをその3'端から伸長し、す なわち、該一本鎖ポリヌクレオチドに相補性があり、また、そこに結合している 修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物を有する第一の二本鎖ポリヌクレオチド を形成するために、標的核酸配列を鋳型として用いて、デオキシリボヌクレオシ ド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸、そしてデオキシリボ ヌクレオシド三リン酸を重合する第一重合酵素の存在下で、その3'端からハイブ リダイズした第一増幅プライマーを伸長し; (c) 修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物から、該 一本鎖ポリヌクレオチドを酵素によって分離し; (d) 修飾した該第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部部位に第二増幅プ ライマーをハイブリダイゼーションし、すなわち、ハイブリダイズした第二増幅 プライマーを形成するための、修飾した該第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部 部位への、第二増幅プライマーのハイブリダイゼーションであって、該第二増幅 プライマーが、3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、ま た、該第二増幅プライマーの3'端は、該標的核酸配列の相補体の3'端に対して相 補性があり、またそれに対してハイブリダイズし、さらに、該第二増幅プライマ ーの5'端は、第二制限エンドヌクレアーゼのための第二認識配列を有しており、 また、該第二制限エンドヌクレアーゼが、それが認識する二本鎖の半修飾された 認識部位の一方の鎖にニックを入れることができるエンドヌクレアーゼであり、 これにより、修飾した該第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部部位に第二増幅プ ライマーをハイブリダイゼーションし; (e) ハイブリダイズした第二増幅プライマーを、その3'端から伸長し、 すなわち、修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物にハイブリダイズした修飾し た第二ポリヌクレオチド伸長産物を含む第二の二本鎖ポリヌクレオチドを形成す るために、デオキシリボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオ シド三リン酸、そしてポリヌクレオチド鋳型の存在下でデオキシリボヌクレオシ ド三リン酸を重合し、そして、鎖を置換する第二重合酵素を含む反応混合物での 、その3'端からの、ハイブリダイズした第二増幅プライマーの伸長であって、該 修飾した第二ポリヌクレオチド伸長産物が、一本鎖ポリヌクレオチドから分離さ れ、かつ該第二認識配列 と該第一認識配列の相補体との間で対向する端部に位置した該標的核酸配列のコ ピーを含み、また、修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物での該第一認識配列 と第二ポリヌクレオチド伸長産物での第一認識配列の相補体が、該第一認識エン ドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された認識部位を形成するものであり、 これにより、ハイブリダイズした第二増幅プライマーを、その3'端から伸長し; および (f) 該第一認識エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された該認 識部位の一方の鎖にニックを入れ、すなわち、該第一制限エンドヌクレアーゼ、 デオキシリボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン 酸、そして該第二重合酵素の存在下での、該第一認識エンドヌクレアーゼのため の二本鎖の半修飾された該認識部位の一方の鎖へのニック入れであって、これに より、ニックを入れられて生成した3'端が伸長し、それにより、その下流にある 修飾した該第一ポリヌクレオチド伸長産物のいずれの部分も置換でき、そして、 該第一制限エンドヌクレアーゼおよび該第二制限エンドヌクレアーゼそれぞれに よってニックを入れることができる該第一の認識部位および該第二の認識部位に よって、対向する端部によって規定された、該標的核酸配列の相補体の分離コピ ーにハイブリダイズした標的核酸配列の分離コピーを含む第三の二本鎖ポリヌク レオチドを形成する、 工程を含む、ことを特徴とする一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸 配列のコピーを分離する方法。 (5) 前記方法が、マニトール、トレハロース、塩化テトラメチルアンモニウムお よび塩化テトラエチルアンモニウムからなるグループから選択された少なくとも 1つの物質の存在下で実施される請求項4に記載の方法。 (6) 前記標的核酸配列が、RNAである請求項1乃至5のいずれかに記載の方法 。 (7) 前記工程(c)が、リボヌクレアーゼ活性の導入を含む請求項4乃至6のいず れかに記載の方法。 (8) 前記リボヌクレアーゼ活性が、リボヌクレアーゼH活性である請求項7に記 載の方法。 (9) 前記第一制限エンドヌクレアーゼが、AccI、AlwI、AvaI、BsaI、BsiHKCI、B smI、BsoBI、BsrI、BstXI、DpnI、Fnu4HI、FokI、HincII、HindIII、HphI、MspI 、NciI、NlaIV、NspI、PflMIおよびTth111Iからなるグループから選択される請 求項1乃至8のいずれかに記載の方法。 (10)前記第一制限エンドヌクレアーゼが、BsiHKCIである請求項9に記載の方法 。 (11)前記第二制限エンドヌクレアーゼが、AccI、AlwI、AvaI、BsaI、BsiHKCI、B smI、BsoBI、BsrI、BstXI、DpnI、Fnu4HI、FokI、HincII、HindIII、HphI、MspI 、NciI、NlaIV、NspI、PflMIおよびTth111Iからなるグループから選択される請 求項1乃至8のいずれかに記載の方法。 (12)前記第二制限エンドヌクレアーゼが、BsiHKCIである請求項11に記載の方法 。 (13)前記第一制限エンドヌクレアーゼと第二制限エンドヌクレアーゼが同一のエ ンドヌクレアーゼである請求項1乃至8のいずれかに記載の方法。 (14)ニックを入れることができる前記第一認識部位とニックを入れることができ る前記第二認識部位が同一である請求項1乃至13のいずれかに記載の方法。 (15)前記デオキシリボヌクレオシド三リン酸が、2'-デオキシグアノシン5'-0-(1 -チオ三リン酸)、2'-デオキシアデノシ ン5'-0-(1-チオ三リン酸)、チミジン5'-0-(1-チオ三リン酸)、2'-デオキシシチ ジン5'-0-(1-チオ三リン酸)、2'-デオキシウリジン5'-三リン酸、5-メヂルデオ キシシチジン5'-三リン酸、および7-デアザ-2'-デオキシグアノシン5'-三リン酸 からなるグループから選択される請求項1乃至14のいずれかに記載の方法。 (16)前記第一重合酵素が、ポリメラーゼである請求項1乃至15のいずれかに記載 の方法。 (17)前記第一重合酵素が、逆転写酵素活性を有する酵素である請求項1乃至15の いずれかに記載の方法。 (18)前記第二重合酵素が、DNAポリメラーゼである請求項1乃至17のいずれか に記載の方法。 (19)前記DNAポリメラーゼが、Bst DNAポリメラーゼ、Taq DNAポリメラ ーゼ、Tth DNAポリメラーゼ、Tf1 DNAポリメラーゼ、E.coli DNAポリ メラーゼ、E.coli DNAポリメラーゼクレノウ断片、および、exo- E.coli D NAポリメラーゼクレノウ断片からなるグループから選択されるDNAポリメラ ーゼである請求項18に記載の方法。 (20)前記DNAポリメラーゼが、Bst DNAポリメラーゼである請求項18または 19に記載の方法。 (21)前記第一重合酵素と前記第二重合酵素が、互いに同一の重合酵素である請求 項1乃至15のいずれかに記載の方法。 (22)一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸配列のコピーを分離するための キットであって、該キットが; (a) 鋳型の相補体から必須的になる第一産物を生成するための、デオキ シリボヌクレオシド三リン酸を重合でき、また、鎖置換をすることができる重合 酵素; (b) 第一増幅プライマーと第二増幅プライマーを含む一対の増幅プライ マーであって、該第一増幅プライマーが、大きなポリヌクレオチドの末端以外の 場所に位置する標的核酸配列の3'端に対して相補性を有する3'端と、半修飾した 第一認識部位にニックを入れることができる第一制限エンドヌクレアーゼのため の第一制限配列を有する5'端を備えており、また、該第二増幅プライマーが、標 的核酸配列の相補体の3'端に対して相補性を有する3'端と、半修飾した第二認識 部位にニックを入れることができる第二制限エンドヌクレアーゼのための第二制 限配列を有する5'端を備えている、一対の増幅プライマー; (c) 実質的に半修飾の制限エンドヌクレアーゼ認識部位にニックを入れ ることができる1個または2個の制限エンドヌクレアーゼ; (d) デオキシリボヌクレオシド三リン酸; (e) 修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸; および、(f)リボヌクレアーゼ活性を有する酵素、 を含む、ことを特徴とする一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸配列 のコピーを分離するためのキット。 (23)前記重合酵素が、鳥類骨髄芽球症ウィルス逆転写酵素、モロニーマウス白血 病ウィルス逆転写酵素、スーパースクリプトII、Bst DNAポリメラーゼ、Taq DNAポリメラーゼ、Tth DNAポリメラーゼ、Tfl DNAポリメラーゼ、E.co li DNAポリメラーゼクレノウ断片、および、exo- E.coli DNAポリメラー ゼクレノウ断片からなるグループから選択される請求項22に記載のキット。 (24)前記制限エンドヌクレアーゼが、AccI、AlwI、AvaI、BsaI、BsiHKCI、BsmI 、BsoBI、BsrI、BstXI、DpnI、Fnu4HI、FokI、 HincII、HindIII、HphI、MspI、NciI、NlaIV、NspI、PflMIおよびTth111Iからな るグループから選択される請求項22または23に記載のキット。 (25)前記制限エンドヌクレアーゼが、BsiHKCIである請求項22または23に記載の キット。 (26)一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸配列のコピーを増幅する方法で あって、以下の工程、すなわち; (a) 反応混合物を調製する工程であって、すなわち; (i) 試料、すなわち、該一本鎖ポリヌクレオチドの終端以外の箇所にあ る標的核酸配列を含む試料、または該標的核酸配列を含むと考えられる試料; (ii) 互いに同一または異なる第一重合酵素と第二重合酵素、すなわち、 該一本鎖ポリヌクレオチドを鋳型として用いて、ハイブリダイズしたプライマー を伸長することによってデオキシリボヌクレオシド三リン酸を重合する第一重合 酵素、および、ハイブリダイズしたプライマーを伸長することによってデオキシ リボヌクレオシド三リン酸を重合し、さらに、標的核酸がDNAであれば鎖をさ らに置換する第二重合酵素; (iii) 修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸を含むデオキシリボヌ クレオシド三リン酸の混合物; (iv) 標的核酸配列にハイブリダイズし、かつそれとハイブリダイズした プライマーを形成する第一増幅プライマーであって、3'端と5'端を備えたオリゴ デオキシリボヌクレオチドを含み、該第一増幅プライマーの3'端は、該標的核酸 配列の3'端に対して相補性があり、また、該第一増幅プライマーの5'端は、第一 制限エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された認識部位の一方の鎖にニ ックを入れることがで きる該第一制限エンドヌクレアーゼのための第一認識配列を備えている第一増幅 プライマー:および (v) 3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含む第二増 幅プライマーであって、該第二増幅プライマーの3'端は該標的核酸配列の相補体 の3'端に対して相補性があり、またそれに対してハイブリダイズし、また、該第 二増幅プライマーの5'端は、第二制限エンドヌクレアーゼのための第二認識配列 を備えており、さらに、該第二制限エンドヌクレアーゼが、それが認識する二本 鎖の半修飾された認識部位の一方の鎖にニックを入れることができる制限エンド ヌクレアーゼである第二増幅プライマー、を含む反応混合物を調製し; (b) 該反応混合物中の二本鎖核酸を一本鎖に分離するリボヌクレアーゼ 酵素に、該反応混合物を作用せしめ; (c) ハイブリダイゼーション、プライマー伸長、およびニック入れを行 うに十分な時間だけ反応混合物を放置し、これにより、該標的核酸配列の分離コ ピーと該標的核酸配列の相補体の分離コピーを含んだ、増幅に好適な、二本鎖ポ リヌクレオチド伸長産物、すなわち、対向する端部にて、該第一制限エンドヌク レアーゼおよび該第二制限エンドヌクレアーゼそれぞれによってニックが入れら れる第一制限部位と第二制限部位によって規定される二本鎖ポリヌクレオチド伸 長産物を生成せしめ; (d) 標的核酸配列またはその相補体の分離コピーを増幅し、すなわち、 DNAポリメラーゼ活性を有し、かつ鎖を置換することができる酵素、デオキシ リボヌクレオシド三リン酸および修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸の 混合物の存在下で、二本鎖ポリヌクレオチド伸長産物と、該第 一制限エンドヌクレアーゼおよび該第二制限エンドヌクレアーゼを接触すること で、標的核酸配列またはその相補体の分離コピーを増幅し、これによって、該第 一認識部位および該第二認識部位の該第一認識配列および該第二認識配列にニッ クが入れられ、ニックが入れられたこれら部位の3'端が伸長されて、新しい標的 核酸配列またはその相補体が生じ、そして、標的核酸配列の下流側のコピーまた はその相補体をプロセスの過程で置換せしめ;および、 (e) 検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーが生成するに十分な時間 をかけて工程(d)を継続する、 工程を含むことを特徴とする、一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸 配列のコピーを増幅する方法。 (27)一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸配列のコピーを増幅する方法で あって、以下の工程、すなわち; (a) 一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸配列の3'端に第一増幅 プライマーをハイブリダイゼーションし、すなわち、ハイブリダイズした第一増 幅プライマーを形成するための、一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸配 列の3'端への第一増幅プライマーのハイブリダイゼーションであって、該第一増 幅プライマーが、3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、 また、該第一増幅プライマーの3'端は、該標的核酸配列の3'端に対して相補性が あり、また、該第一増幅プライマーの5'端は、第一制限エンドヌクレアーゼのた めの第一認識配列を備えており、さらに、該第一制限エンドヌクレアーゼが、そ れが認識する二本鎖の半修飾された認識部位の一方の鎖にニックを入れることが できるエンドヌクレアーゼであり、これにより、一本鎖ポリヌクレオチドに含ま れる標的核酸配列の3'端に第一増幅プライ マーをハイブリダイゼーションし; (b) ハイブリダイズした第一増幅プライマーをその3'端から伸長し、す なわち、該一本鎖ポリヌクレオチドに相補性があり、また、そこに結合している 修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物を有する第一の二本鎖ポリヌクレオチド を形成するために、標的核酸配列を鋳型として用いて、デオキシリボヌクレオシ ド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸、そしてデオキシリボ ヌクレオシド三リン酸を重合する第一重合酵素の存在下で、その3'端からハイブ リダイズした第一増幅プライマーを伸長し; (c) 修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物から、該一本鎖ポリヌクレ オチドを酵素によって分離し; (d) 修飾した該第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部部位に第二増幅プ ライマーをハイブリダイゼーションし、すなわち、ハイブリダイズした第二増幅 プライマーを形成するための、修飾した該第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部 部位への、第二増幅プライマーのハイブリダイゼーシヨンであって、該第二増幅 プライマーが、3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、ま た、該第二増幅プライマーの3'端は、該標的核酸配列の相補体の3'端に対して相 補性があり、またそれに対してハイブリダイズし、さらに、該第二増幅プライマ ーの5'端は、第二制限エンドヌクレアーゼのための第二認識配列を有しており、 また、該第二制限エンドヌクレアーゼが、それが認識する二本鎖の半修飾された 認識部位の一方の鎖にニックを入れることができるエンドヌクレアーゼであり、 これにより、修飾した該第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部部位に第二増幅プ ライマーをハイブリダイゼーションし; (e) ハイブリダイズした第二増幅プライマーを、その3'端から伸長し、 すなわち、修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物にハイブリダイズした修飾し た第二ポリヌクレオチド伸長産物を含む第二の二本鎖ポリヌクレオチドを形成す るために、デオキシリボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオ シド三リン酸、そしてポリヌクレオチド鋳型の存在下でデオキシリボヌクレオシ ド三リン酸を重合し、そして、鎖を置換する第二重合酵素を含む反応混合物での 、その3'端からの、ハイブリダイズした第二増幅プライマーの伸長であって、該 修飾した第二ポリヌクレオチド伸長産物が、一本鎖ポリヌクレオチドから分離さ れ、かつ該第二認識配列と該第一認識配列の相補体との間で対向する端部に位置 した該標的核酸配列のコピーを含み、また、修飾した第一ポリヌクレオチド伸長 産物での該第一認識配列と第二ポリヌクレオチド伸長産物での第一認識配列の相 補体が、該第一認識エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された認識部位 を形成するものであり、これにより、ハイブリダイズした第二増幅プライマーを 、その3'端から伸長し; (f) 該第一認識エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された該認 識部位の一方の鎖にニックを入れ、すなわち、該第一制限エンドヌクレアーゼ、 デオキシリボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン 酸、そして該第二重合酵素の存在下での、該第一認識エンドヌクレアーゼのため の二本鎖の半修飾された該認識部位の一方の鎖へのニック入れであって、これに より、ニックを入れられて生成した3'端が伸長し、それにより、その下流にある 修飾した該第一ポリヌクレオチド伸長産物のいずれの部分も置換でき、そして、 該第一制限エンドヌクレアーゼおよび該第二 制限エンドヌクレアーゼそれぞれによってニックを入れることができる該第一の 認識部位および該第二の認識部位によって、対向する端部によって規定された、 該標的核酸配列の相補体の分離コピーにハイブリダイズした標的核酸配列の分離 コピーを含む第三の二本鎖ポリヌクレオチドを形成し; (g) 標的核酸配列またはその相補体の分離コピーを増幅し、すなわち、 鎖を置換することができるDNAポリメラーゼ活性を有する酵素、デオキシリボ ヌクレオシド三リン酸および修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸の混合 物の存在下で、第三の二本鎖ポリヌクレオチドと、該第一制限エンドヌクレアー ゼおよび該第二制限エンドヌクレアーゼを接触することで、標的核酸配列または その相補体の分離コピーを増幅し、これにより、該第一認識部位および該第二認 識部位の該第一認識配列および第二認識配列にニックが入れられ、ニックが入れ られたこれら部位の3'端が伸長されて、新しい標的核酸配列またはその相補体が 生じ、そして、標的核酸配列の下流側のコピーまたはその相補体をプロセスの過 程で置換せしめ;および (h) 検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーが生成するに十分な時間 をかけて工程(g)を継続する、 工程を含むことを特徴とする、一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸 配列のコピーを増幅する方法。 (28)前記工程(g)および工程(h)が、実質的に等温条件下で進行する請求項27に記 載の方法。 (29)前記等温条件が、37℃〜60℃の温度での等温条件である請求項28に記載の方 法。 (30)前記等温条件が、60℃の温度での等温条件である請求項29に記載の方法。 (31)一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸配列の存在を決定する方法であ って、以下の工程、すなわち; (a) 反応混合物を調製する工程であって、すなわち; (i) 試料、すなわち、該一本鎖ポリヌクレオチドの終端以外の箇所にあ る標的核酸配列を含む試料、または該標的核酸配列を含むと考えられる試料; (ii) 互いに同一または異なる第一重合酵素と第二重合酵素、すなわち、 該一本鎖ポリヌクレオチドを鋳型として用いて、ハイブリダイズしたプライマー を伸長することによってデオキシリボヌクレオシド三リン酸を重合する第一重合 酵素、および、ハイブリダイズしたプライマーを伸長することによってデオキシ リボヌクレオシド三リン酸を重合し、さらに、標的核酸がDNAであれば鎖をさ らに置換する第二重合酵素; (iii) 修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸を含むデオキシリボヌ クレオシド三リン酸の混合物; (iv) 標的核酸配列にハイブリダイズし、かつそれとハイブリダイズした プライマーを形成する第一増幅プライマーであって、3'端と5'端を備えたオリゴ デオキシリボヌクレオチドを含み、該第一増幅プライマーの3'端は、該標的核酸 配列の3'端に対して相補性があり、また、該第一増幅プライマーの5'端は、第一 制限エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された認識部位の一方の鎖にニ ックを入れることができる該第一制限エンドヌクレアーゼのための第一認識配列 を備えている第一増幅プライマー;および (v) 3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含む第二増 幅プライマーであって、該第二増幅プライマーの3'端は該標的核酸配列の相補体 の3'端に対して相補性 があり、またそれに対してハイブリダイズし、また、該第二増幅プライマーの5' 端は、第二制限エンドヌクレアーゼのための第二認識配列を備えており、さらに 、該第二制限エンドヌクレアーゼが、それが認識する二本鎖の半修飾された認識 部位の一方の鎖にニックを入れることができる制限エンドヌクレアーゼである第 二増幅プライマー、を含む反応混合物を調製し; (b) 該反応混合物中の二本鎖核酸を一本鎖に分離するリボヌクレアーゼ 酵素に、該反応混合物を作用せしめ; (c) ハイブリダイゼーション、プライマー伸長、およびニック入れを行 うに十分な時間だけ反応混合物を放置し、これにより、該標的核酸配列の分離コ ピーと該標的核酸配列の相補体の分離コピーを含んだ、増幅に好適な、二本鎖ポ リヌクレオチド伸長産物、すなわち、対向する端部にて、該第一制限エンドヌク レアーゼおよび該第二制限エンドヌクレアーゼそれぞれによってニックが入れら れる第一制限部位と第二制限部位によって規定される二本鎖ポリヌクレオチド伸 長産物を生成せしめ; (d) 標的核酸配列またはその相補体の分離コピーを増幅し、すなわち、 DNAポリメラーゼ活性を有し、かつ鎖を置換することができる酵素、デオキシ リボヌクレオシド三リン酸および修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸の 混合物の存在下で、二本鎖ポリヌクレオチド伸長産物と、該第一制限エンドヌク レアーゼおよび該第二制限エンドヌクレアーゼを接触することで、標的核酸配列 またはその相補体の分離コピーを増幅し、これによって、該第一認識部位および 該第二認識部位の該第一認識配列および該第二認識配列にニックが入れられ、ニ ックが入れられたこれら部位の3'端が伸長 されて、新しい標的核酸配列またはその相補体が生じ、そして、標的核酸配列の 下流側のコピーまたはその相補体をプロセスの過程で置換せしめ; (e) 検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーが生成するに十分な時間 をかけて工程(d)を継続し;および、 (f) 検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーの存在を決定する、 工程を含む、ことを特徴とする一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸 配列の存在を検出する方法。 (32)一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸配列の存在を決定するための方 法であって、以下の工程、すなわち; (a) 一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸配列の3'端に第一増幅 プライマーをハイブリダイゼーションし、すなわち、ハイブリダイズした第一増 幅プライマーを形成するための、一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸配 列の3'端への第一増幅プライマーのハイブリダイゼーションであって、該第一増 幅プライマーが、3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、 また、該第一増幅プライマーの3'端は、該標的核酸配列の3'端に対して相補性が あり、また、該第一増幅プライマーの5'端は、第一制限エンドヌクレアーゼのた めの第一認識配列を備えており、さらに、該第一制限エンドヌクレアーゼが、そ れが認識する二本鎖の半修飾された認識部位の一方の鎖にニックを入れることが できるエンドヌクレアーゼであり、これにより、一本鎖ポリヌクレオチドに含ま れる標的核酸配列の3'端に第一増幅プライマーをハイブリダイゼーションし; (b) ハイブリダイズした第一増幅プライマーをその3'端から伸長し、す なわち、該一本鎖ポリヌクレオチドに相補 性があり、また、そこに結合している修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物を 有する第一の二本鎖ポリヌクレオチドを形成するために、標的核酸配列を鋳型と して用いて、デオキシリボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレ オシド三リン酸、そしてデオキシリボヌクレオシド三リン酸を重合する第一重合 酵素の存在下で、その3'端からハイブリダイズした第一増幅プライマーを伸長し ; (c) 修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物から、該一本鎖ポリヌクレ オチドを酵素によって分離し; (d) 修飾した該第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部部位に第二増幅プ ライマーをハイブリダイゼーションし、すなわち、ハイブリダイズした第二増幅 プライマーを形成するための、修飾した該第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部 部位への、第二増幅プライマーのハイブリダイゼーションであって、該第二増幅 プライマーが、3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、ま た、該第二増幅プライマーの3'端は、該標的核酸配列の相補体の3'端に対して相 補性があり、またそれに対してハイブリダイズし、さらに、該第二増幅プライマ ーの5'端は、第二制限エンドヌクレアーゼのための第二認識配列を有しており、 また、該第二制限エンドヌクレアーゼが、それが認識する二本鎖の半修飾された 認識部位の一方の鎖にニックを入れることができるエンドヌクレアーゼであり、 これにより、修飾した該第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部部位に第二増幅プ ライマーをハイブリダイゼーションし; (e) ハイブリダイズした第二増幅プライマーを、その3'端から伸長し、 すなわち、修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物にハイブリダイズした修飾し た第二ポリヌクレオチ ド伸長産物を含む第二の二本鎖ポリヌクレオチドを形成するために、デオキシリ ボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸、そして ポリヌクレオチド鋳型の存在下でデオキシリボヌクレオシド三リン酸を重合し、 そして、鎖を置換する第二重合酵素を含む反応混合物での、その3'端からの、ハ イブリダイズした第二増幅プライマーの伸長であって、該修飾した第二ポリヌク レオチド伸長産物が、一本鎖ポリヌクレオチドから分離され、かつ該第二認識配 列と該第一認識配列の相補体との間で対向する端部に位置した該標的核酸配列の コピーを含み、また、修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物での該第一認識配 列と第二ポリヌクレオチド伸長産物での第一認識配列の相補体が、該第一認識エ ンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された認識部位を形成するものであり 、これにより、ハイブリダイズした第二増幅プライマーを、その3'端から伸長し ; (f) 該第一認識エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された該認 識部位の一方の鎖にニックを入れ、すなわち、該第一制限エンドヌクレアーゼ、 デオキシリボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン 酸、そして該第二重合酵素の存在下での、該第一認識エンドヌクレアーゼのため の二本鎖の半修飾された該認識部位の一方の鎖へのニック入れであって、これに より、ニックを入れられて生成した3'端が伸長し、それにより、その下流にある 修飾した該第一ポリヌクレオチド伸長産物のいずれの部分も置換でき、そして、 該第一制限エンドヌクレアーゼおよび該第二制限エンドヌクレアーゼそれぞれに よってニックを入れることができる該第一の認識部位および該第二の認識部位に よって、対向する端部によって規定された、該標的核酸配列の相 補体の分離コピーにハイブリダイズした標的核酸配列の分離コピーを含む第三の 二本鎖ポリヌクレオチドを形成し; (g) 標的核酸配列またはその相補体の分離コピーを増幅し、すなわち、 鎖を置換することができるDNAポリメラーゼ活性を有する酵素、デオキシリボ ヌクレオシド三リン酸および修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸の混合 物の存在下で、第三の二本鎖ポリヌクレオチドと、該第一制限エンドヌクレアー ゼおよび該第二制限エンドヌクレアーゼを接触することで、標的核酸配列または その相補体の分離コピーを増幅し、これにより、該第一認識部位および該第二認 識部位の該第一認識配列および第二認識配列にニックが入れられ、ニックが入れ られたこれら部位の3'端が伸長されて、新しい標的核酸配列またはその相補体が 生じ、そして、標的核酸配列の下流側のコピーまたはその相補体をプロセスの過 程で置換せしめ; (h) 検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーが生成するに十分な時間 をかけて工程(g)を継続し;および (i) 検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーの存在を決定する、 工程を含む、ことを特徴とする一本鎖ポリヌクレオチドに含まれる標的核酸 配列の存在を決定する方法。 (33)前記工程(g)および工程(h)が、実質的に等温条件下で進行する請求項32に記 載の方法。 (34)前記等温条件が、37℃〜60℃の温度での等温条件である請求項33に記載の方 法。 (35)前記等温条件が、60℃の温度での等温条件である請求項34に記載の方法。[Procedure for Amendment] [Date of Submission] April 20, 1999 (April 20, 1999) [Content of Amendment] Claims (1) A method for separating a copy of a target nucleic acid sequence contained in a single-stranded polynucleotide and suitable for use in amplifying a target nucleic acid sequence, comprising the following steps: a) preparing a reaction mixture, i.e .; (i) a sample, i.e., a sample containing a target nucleic acid sequence at a position other than the end of the single-stranded polynucleotide, or containing the target nucleic acid sequence. (Ii) Polymerization of deoxyribonucleoside triphosphate by extending the hybridized primer using the same or different first and second polymerases, ie, the single-stranded polynucleotide as a template. The first polymerizing enzyme and the hybridized primer are extended to polymerize deoxyribonucleoside triphosphate, and (Iii) a mixture of deoxyribonucleoside triphosphates, including modified deoxyribonucleoside triphosphates, if the nucleic acid is DNA; (iv) hybridizing to the target nucleic acid sequence and hybridizing thereto A first amplification primer forming a soybean primer, comprising an oligodeoxyribonucleotide having a 3 ′ end and a 5 ′ end, wherein the 3 ′ end of the first amplification primer is located at the 3 ′ end of the target nucleic acid sequence. And the 5 'end of the first amplification primer is capable of nicking one strand of a double-stranded semi-modified recognition site for a first restriction endonuclease. A first amplification primer comprising a first recognition sequence for a first restriction endonuclease; and (v) a second amplification primer comprising oligodeoxyribonucleotides having 3 'and 5' ends. A width primer, wherein the 3 'end of the second amplification primer is complementary to and hybridizes to the 3' end of the complement of the target nucleic acid sequence, and the second amplification primer At the 5 'end is provided with a second recognition sequence for a second restriction endonuclease, wherein the second restriction endonuclease is capable of recognizing one of the double-stranded semi-modified recognition sites that it recognizes. Preparing a reaction mixture comprising a second amplification primer that is a restriction endonuclease capable of nicking the strand; (b) providing a ribonuclease enzyme that separates the double-stranded nucleic acid in the reaction mixture into single strands; Allowing the reaction mixture to act; and (c) allowing the reaction mixture to stand for a time sufficient to effect hybridization, primer extension, and nicking, thereby providing a separate copy of the target nucleic acid sequence. A double-stranded polynucleotide extension product suitable for amplification, comprising an isolated copy of the complement of the target nucleic acid sequence, i.e., at the opposite end, the first and second restriction endonucleases, respectively. Producing a double-stranded polynucleotide extension product defined by the first and second restriction sites nicked by the target nucleic acid sequence contained in the single-stranded polynucleotide. How to separate copies. (2) The method according to claim 1, wherein the reaction mixture is an aqueous or substantially aqueous medium. (3) The method according to claim 1 or 2, wherein the ribonuclease enzyme is ribonuclease H. (4) A method for separating a copy of a target nucleic acid sequence contained in a single-stranded polynucleotide and suitable for use in amplifying a target nucleic acid sequence, comprising the following steps: The first amplification primer is hybridized to the 3 'end of the target nucleic acid sequence contained in the strand polynucleotide, that is, to form a hybridized first amplification primer, the target nucleic acid sequence contained in the single-stranded polynucleotide Hybridization of a first amplification primer to the 3 ′ end, wherein the first amplification primer comprises an oligodeoxyribonucleotide with a 3 ′ end and a 5 ′ end, and the 3 ′ end of the first amplification primer Is complementary to the 3 'end of the target nucleic acid sequence, and the 5' end of the first amplification primer comprises a first recognition sequence for a first restriction endonuclease. Further, the first restriction endonuclease is an endonuclease capable of nicking one strand of a double-stranded semi-modified recognition site that it recognizes, thereby comprising a single-stranded polynucleotide. (B) extending the hybridized first amplification primer from its 3 ′ end, ie, having a complementarity with the single-stranded polynucleotide. The deoxyribonucleoside triphosphate was modified using the target nucleic acid sequence as a template to form a first double-stranded polynucleotide having the modified first polynucleotide extension product attached thereto. In the presence of deoxyribonucleoside triphosphate, and a primary polymerizing enzyme that polymerizes deoxyribonucleoside triphosphate, its 3 ′ Extending the first amplification primer hybridized from the end; (c) separating the single-stranded polynucleotide from the modified first polynucleotide extension product by an enzyme; (d) modifying the modified first polynucleotide extension product Hybridization of the second amplification primer to the internal site of the second amplification primer, i.e., hybridization of the second amplification primer to the internal site of the modified first polynucleotide extension product to form a hybridized second amplification primer. Wherein the second amplification primer comprises an oligodeoxyribonucleotide with a 3 ′ end and a 5 ′ end, and the 3 ′ end of the second amplification primer is 3 ′ of the complement of the target nucleic acid sequence. Is complementary to and hybridizes to the end, and the 5 'end of the second amplification primer has a second restriction endonucleic acid. An enzyme capable of nicking one strand of a double-stranded semi-modified recognition site that the second restriction endonuclease recognizes. A nuclease, whereby a second amplification primer is hybridized to an internal site of the modified first polynucleotide extension product; (e) extending the hybridized second amplification primer from its 3 ′ end, Deoxyribonucleoside triphosphate, modified deoxyribonucleoside triphosphate to form a second double-stranded polynucleotide comprising the modified second polynucleotide extension product hybridized to the modified first polynucleotide extension product. Polymerizing deoxyribonucleoside triphosphates in the presence of a polynucleotide template, and Extending the hybridized second amplification primer from its 3 ′ end with a reaction mixture containing a second polymerase that displaces the strand, wherein the modified second polynucleotide extension product comprises one A modified first polynucleotide comprising a copy of the target nucleic acid sequence separated from the main-stranded polynucleotide and located at the opposite end between the second recognition sequence and the complement of the first recognition sequence; The complement of the first recognition sequence in the nucleotide extension product and the first recognition sequence in the second polynucleotide extension product forms a double-stranded, semi-modified recognition site for the first recognition endonuclease. Thereby extending the hybridized second amplification primer from its 3 'end; and (f) one of the double-stranded, semi-modified, recognition sites for the first recognition endonuclease. On the chain of The first restriction endonuclease, the deoxyribonucleoside triphosphate, the modified deoxyribonucleoside triphosphate, and two primers for the first recognition endonuclease in the presence of the second polymerase. Nicking the semi-modified recognition site of a strand into one strand, thereby extending the nicked 3 ′ end, thereby modifying the modified first primary site downstream thereof. Any portion of the polynucleotide extension product can be replaced and the first and second recognition sites can be nicked by the first and second restriction endonucleases, respectively. The portion of the target nucleic acid sequence that has hybridized to the separated copy of the complement of the target nucleic acid sequence, as defined by the opposite end. A method of forming a third double-stranded polynucleotide containing a copy, comprising the step, to separate the copies of the target nucleic acid sequence contained in a single-stranded polynucleotide, wherein the. (5) The method according to claim 4, wherein the method is carried out in the presence of at least one substance selected from the group consisting of mannitol, trehalose, tetramethylammonium chloride and tetraethylammonium chloride. (6) The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the target nucleic acid sequence is RNA. (7) The method according to any one of claims 4 to 6, wherein the step (c) includes introducing ribonuclease activity. (8) The method according to claim 7, wherein the ribonuclease activity is ribonuclease H activity. (9) The first restriction endonuclease is AccI, AlwI, AvaI, BsaI, BsiHKCI, BsmI, BsoBI, BsrI, BstXI, DpnI, Fnu4HI, FokI, HincII, HindIII, HphI, MspI, NciI, NlaIV, NspI, 9. The method according to claim 1, wherein the method is selected from the group consisting of PflMI and Tth111I. (10) The method according to claim 9, wherein the first restriction endonuclease is BsiHKCI. (11) The second restriction endonuclease is AccI, AlwI, AvaI, BsaI, BsiHKCI, BsmI, BsoBI, BsrI, BstXI, DpnI, Fnu4HI, FokI, HincII, HindIII, HphI, MspI, NciI, NlaIV, NspI, 9. The method according to claim 1, wherein the method is selected from the group consisting of PflMI and Tth111I. (12) The method according to claim 11, wherein the second restriction endonuclease is BsiHKCI. (13) The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the first restriction endonuclease and the second restriction endonuclease are the same endonuclease. (14) The method according to any one of claims 1 to 13, wherein the nickable first recognition site and the nickable second recognition site are the same. (15) the deoxyribonucleoside triphosphate is 2'-deoxyguanosine 5'-0- (1-thiotriphosphate), 2'-deoxyadenosine 5'-0- (1-thiotriphosphate), thymidine 5'-0- (1-thiotriphosphate), 2'-deoxycytidine 5'-0- (1-thiotriphosphate), 2'-deoxyuridine 5'-triphosphate, 5-methyldeoxy 15. The method according to any one of claims 1 to 14, wherein the method is selected from the group consisting of cytidine 5'-triphosphate and 7-deaza-2'-deoxyguanosine 5'-triphosphate. (16) The method according to any one of claims 1 to 15, wherein the first polymerizing enzyme is a polymerase. (17) The method according to any one of claims 1 to 15, wherein the first polymerizing enzyme is an enzyme having reverse transcriptase activity. (18) The method according to any one of claims 1 to 17, wherein the second polymerase is a DNA polymerase. (19) The DNA polymerase is Bst DNA polymerase, Taq DNA polymerase, Tth DNA polymerase, Tf1 DNA polymerase, E. coli. coli DNA polymerase, E. coli. coli DNA polymerase Klenow fragment and exo - 19. The method according to claim 18, which is a DNA polymerase selected from the group consisting of E. coli DNA polymerase Klenow fragment. (20) The method according to claim 18 or 19, wherein the DNA polymerase is Bst DNA polymerase. (21) The method according to any one of claims 1 to 15, wherein the first synthase and the second synthase are the same synthase. (22) A kit for separating a copy of a target nucleic acid sequence contained in a single-stranded polynucleotide, the kit comprising: (a) for producing a first product essential from a complement of a template; A polymerization enzyme capable of polymerizing deoxyribonucleoside triphosphate and capable of strand displacement; (b) a pair of amplification primers including a first amplification primer and a second amplification primer, wherein the first amplification primer is A 3 'end that is complementary to the 3' end of the target nucleic acid sequence located at a location other than the end of the large polynucleotide, and a first restriction endonuclease that can nick the semi-modified first recognition site And the second amplification primer has a 3 'end that is complementary to the 3' end of the complement of the target nucleic acid sequence, and a semi-modified To the second recognition site A pair of amplification primers having a 5 'end with a second restriction sequence for a second restriction endonuclease capable of receiving a restriction; (c) a nick at the substantially semi-modified restriction endonuclease recognition site. (D) deoxyribonucleoside triphosphate; (e) a modified deoxyribonucleoside triphosphate; and (f) an enzyme having ribonuclease activity. A kit for separating a copy of a target nucleic acid sequence contained in a single-stranded polynucleotide, the kit comprising: (23) The polymerizing enzyme is avian myeloblastosis virus reverse transcriptase, Moloney murine leukemia virus reverse transcriptase, superscript II, Bst DNA polymerase, Taq DNA polymerase, Tth DNA polymerase, Tfl DNA polymerase, E. coli. DNA polymerase Klenow fragment and exo - E. 23. The kit according to claim 22, wherein the kit is selected from the group consisting of E. coli DNA polymerase Klenow fragment. (24) The restriction endonuclease is AccI, AlwI, AvaI, BsaI, BsiHKCI, BsmI, BsoBI, BsrI, BstXI, DpnI, Fnu4HI, FokI, HincII, HindIII, HphI, MspI, NciI, NlaIV, NspI, PflMI and PflMI. 24. The kit according to claim 22 or 23 selected from the group consisting of: (25) The kit according to claim 22 or 23, wherein the restriction endonuclease is BsiHKCI. (26) A method for amplifying a copy of a target nucleic acid sequence contained in a single-stranded polynucleotide, comprising the following steps: (a) preparing a reaction mixture, that is, (i) a sample, That is, a sample containing a target nucleic acid sequence at a position other than the end of the single-stranded polynucleotide, or a sample considered to contain the target nucleic acid sequence; (ii) a first and a second polymerase which are the same or different from each other That is, using the single-stranded polynucleotide as a template, a first polymerizing enzyme that polymerizes deoxyribonucleoside triphosphate by extending a hybridized primer, and a deoxyribonucleoside by extending a hybridized primer. A second polymerizing enzyme that polymerizes triphosphate and further displaces the strand if the target nucleic acid is DNA; A mixture of deoxyribonucleoside triphosphates containing a decorated deoxyribonucleoside triphosphate; (iv) a first amplification primer that hybridizes to a target nucleic acid sequence and forms a primer hybridized therewith, wherein the 3 ′ end and 5 ′ An oligodeoxyribonucleotide with a 'end', the 3 'end of the first amplification primer is complementary to the 3' end of the target nucleic acid sequence, and the 5 'end of the first amplification primer is A first amplification comprising a first recognition sequence for the first restriction endonuclease capable of nicking one strand of a double-stranded semi-modified recognition site for the first restriction endonuclease A primer: and (v) a second amplification primer comprising an oligodeoxyribonucleotide having a 3 ′ end and a 5 ′ end, wherein the 3 ′ end of the second amplification primer is the target nucleic acid. Complementary to and hybridizes to the 3 'end of the complement of the sequence, and the 5' end of the second amplification primer carries a second recognition sequence for a second restriction endonuclease. A second amplification primer, wherein the second restriction endonuclease is a restriction endonuclease that is capable of nicking one strand of a double-stranded semi-modified recognition site that it recognizes. (B) reacting the reaction mixture with a ribonuclease enzyme that separates double-stranded nucleic acids in the reaction mixture into single strands; (c) performing hybridization, primer extension, and nicking. The reaction mixture is allowed to stand for a time sufficient to perform, thereby providing a double-stranded plasmid suitable for amplification, comprising a separate copy of the target nucleic acid sequence and a separate copy of the complement of the target nucleic acid sequence. A oligonucleotide extension product, i.e., a double-stranded poly defined by a first and a second restriction site nicked by the first and second restriction endonucleases at opposite ends, respectively. (D) an enzyme capable of amplifying an isolated copy of the target nucleic acid sequence or its complement, ie having DNA polymerase activity and displacing the strand, deoxyribonucleoside triphosphates and modifications Contacting the double-stranded polynucleotide extension product with the first restriction endonuclease and the second restriction endonuclease in the presence of the resulting mixture of deoxyribonucleoside triphosphates to separate the target nucleic acid sequence or its complement. Amplifying the copy, whereby the first recognition site and the second Nicking the first recognition sequence and the second recognition sequence of the recognition site, extending the 3 'end of these nicked sites to produce a new target nucleic acid sequence or its complement, and Displacing the downstream copy of the nucleic acid sequence or its complement during the process; and (e) performing step (d) for a time sufficient to produce a detectable amount of the isolated copy of the target nucleic acid sequence. A method for amplifying a copy of a target nucleic acid sequence contained in a single-stranded polynucleotide, comprising the steps of continuing. (27) A method for amplifying a copy of a target nucleic acid sequence contained in a single-stranded polynucleotide, comprising the following steps: (a) adding a 3′-terminal to the 3 ′ end of the target nucleic acid sequence contained in the single-stranded polynucleotide; Hybridization of the first amplification primer, i.e., hybridization of the first amplification primer to the 3 'end of the target nucleic acid sequence contained in the single-stranded polynucleotide to form a hybridized first amplification primer. Wherein the first amplification primer comprises an oligodeoxyribonucleotide having a 3 ′ end and a 5 ′ end, and the 3 ′ end of the first amplification primer is complementary to the 3 ′ end of the target nucleic acid sequence. And the 5 'end of the first amplification primer comprises a first recognition sequence for a first restriction endonuclease, and further, the first restriction endonuclease has An endonuclease capable of nicking one strand of a double-stranded semi-modified recognition site for recognition, thereby allowing the first amplification at the 3 'end of the target nucleic acid sequence contained in the single-stranded polynucleotide. (B) extending the hybridized first amplification primer from its 3 'end, i.e., the modified first amplification polynucleotide that is complementary to and bound to the single-stranded polynucleotide. Using the target nucleic acid sequence as a template, a deoxyribonucleoside triphosphate, a modified deoxyribonucleoside triphosphate, and a deoxyribonucleoside triphosphate to form a first double-stranded polynucleotide having one polynucleotide extension product The first amplification primer hybridized from the 3 'end of the first amplification enzyme (C) separating the single-stranded polynucleotide from the modified first polynucleotide extension product by an enzyme; (d) placing a second amplification primer at an internal site of the modified first polynucleotide extension product. Hybridization of the second amplification primer to an internal site of the modified first polynucleotide extension product to form a hybridized, ie, hybridized, second amplification primer, wherein the second amplification primer comprises: The primer comprises an oligodeoxyribonucleotide with a 3 ′ end and a 5 ′ end, and the 3 ′ end of the second amplification primer is complementary to the 3 ′ end of the complement of the target nucleic acid sequence. And hybridizing thereto, and the 5 'end of the second amplification primer has a second recognition sequence for a second restriction endonuclease; The second restriction endonuclease is an endonuclease capable of nicking one strand of a double-stranded, semi-modified recognition site that it recognizes, whereby the modified first polynucleotide extension product (E) extending the hybridized second amplification primer from its 3 ′ end, i.e., hybridizing to the modified first polynucleotide extension product. Polymerize deoxyribonucleoside triphosphate, modified deoxyribonucleoside triphosphate, and deoxyribonucleoside triphosphate in the presence of the polynucleotide template to form a second double-stranded polynucleotide containing the two polynucleotide extension products Reaction mixture containing a second polymerase that displaces the strand Extending the hybridized second amplification primer from the 3 ′ end thereof, wherein the modified second polynucleotide extension product is separated from the single-stranded polynucleotide and the second recognition sequence A copy of the target nucleic acid sequence located at the opposite end between the complement of the first recognition sequence and the first recognition sequence and a second polynucleotide in a modified first polynucleotide extension product The complement of the first recognition sequence in the extension product forms a double-stranded, semi-modified recognition site for the first recognition endonuclease, thereby forming a hybridized second amplification primer. Extending from its 3 'end; (f) nicking one strand of the double-stranded, semi-modified recognition site for the first recognition endonuclease, ie, the first restriction endonuclease; One of the double-stranded, semi-modified recognition sites for the first recognition endonuclease in the presence of oxyribonucleoside triphosphate, modified deoxyribonucleoside triphosphate, and the second synthase. Nicking the strand, thereby extending the nicked 3 ′ end, thereby displacing any portion of the modified first polynucleotide extension product downstream thereof; And the target nucleic acid defined by opposing ends by the first and second recognition sites that can be nicked by the first and second restriction endonucleases, respectively. Forming a third double-stranded polynucleotide comprising an isolated copy of the target nucleic acid sequence hybridized to an isolated copy of the complement of the sequence; ( g) in the presence of a mixture of deoxyribonucleoside triphosphates and modified deoxyribonucleoside triphosphates, an enzyme with DNA polymerase activity capable of amplifying an isolated copy of the target nucleic acid sequence or its complement, i.e. displacing the strand. Contacting the third double-stranded polynucleotide with the first restriction endonuclease and the second restriction endonuclease to amplify a separated copy of the target nucleic acid sequence or its complement, thereby The first recognition sequence and the second recognition sequence of the one recognition site and the second recognition site are nicked, and the 3 'ends of these nicked sites are extended to form a new target nucleic acid sequence or its complement. And replacing the downstream copy of the target nucleic acid sequence or its complement during the process; and (h) detecting Continuing the step (g) for a sufficient amount of time to produce as many separate copies of the target nucleic acid sequence as possible, comprising: copying the target nucleic acid sequence contained in the single-stranded polynucleotide. How to amplify. (28) The method according to claim 27, wherein the steps (g) and (h) proceed under substantially isothermal conditions. (29) The method according to claim 28, wherein the isothermal condition is an isothermal condition at a temperature of 37 ° C to 60 ° C. (30) The method according to claim 29, wherein the isothermal condition is an isothermal condition at a temperature of 60 ° C. (31) A method for determining the presence of a target nucleic acid sequence contained in a single-stranded polynucleotide, comprising the following steps: (a) preparing a reaction mixture, that is, (i) a sample, That is, a sample containing a target nucleic acid sequence at a position other than the end of the single-stranded polynucleotide, or a sample considered to contain the target nucleic acid sequence; (ii) a first and a second polymerase which are the same or different from each other That is, using the single-stranded polynucleotide as a template, a first polymerizing enzyme that polymerizes deoxyribonucleoside triphosphate by extending a hybridized primer, and a deoxyribonucleoside by extending a hybridized primer. A second polymerizing enzyme that polymerizes triphosphate and further displaces the strand if the target nucleic acid is DNA; (iii) modification A mixture of deoxyribonucleoside triphosphates containing a modified deoxyribonucleoside triphosphate; (iv) a first amplification primer that hybridizes to a target nucleic acid sequence and forms a primer hybridized thereto, wherein the 3 ′ end and 5 ′ An oligodeoxyribonucleotide with an end, the 3 'end of the first amplification primer is complementary to the 3' end of the target nucleic acid sequence, and the 5 'end of the first amplification primer is A first amplification primer comprising a first recognition sequence for the first restriction endonuclease capable of nicking one strand of a double-stranded semi-modified recognition site for the first restriction endonuclease And (v) a second amplification primer comprising an oligodeoxyribonucleotide having a 3 ′ end and a 5 ′ end, wherein the 3 ′ end of the second amplification primer is the target nucleic acid sequence. Is complementary to and hybridizes to the 3 ′ end of the complement of the second amplification primer, and the 5 ′ end of the second amplification primer comprises a second recognition sequence for a second restriction endonuclease. And a second amplification primer, wherein the second restriction endonuclease is a restriction endonuclease that is capable of nicking one strand of a double-stranded semi-modified recognition site that it recognizes. Preparing a reaction mixture; (b) subjecting the reaction mixture to a ribonuclease enzyme that separates double-stranded nucleic acids in the reaction mixture into single strands; (c) performing hybridization, primer extension, and nicking The reaction mixture is allowed to stand for a period of time sufficient to allow a double stranded plasmid, suitable for amplification, containing a separate copy of the target nucleic acid sequence and a separate copy of the complement of the target nucleic acid sequence. A nucleotide extension product, i.e., a double-stranded polynucleotide defined by a first and a second restriction site nicked by the first and second restriction endonucleases at opposite ends, respectively. (D) an enzyme capable of amplifying an isolated copy of the target nucleic acid sequence or its complement, ie having DNA polymerase activity and displacing the strand, deoxyribonucleoside triphosphate and the modified Contacting the double-stranded polynucleotide extension product with the first restriction endonuclease and the second restriction endonuclease in the presence of a mixture of deoxyribonucleoside triphosphates results in a separate copy of the target nucleic acid sequence or its complement. Amplifying the first recognition site and the second recognition site. Nicking the first recognition sequence and the second recognition sequence of the recognition site, extending the 3 'end of these nicked sites to produce a new target nucleic acid sequence or its complement, and Displacing the downstream copy of the nucleic acid sequence or its complement during the process; (e) continuing step (d) for a time sufficient to produce a detectable amount of the isolated copy of the target nucleic acid sequence And (f) determining the presence of a detectable amount of the isolated copy of the target nucleic acid sequence, the method comprising detecting the presence of the target nucleic acid sequence contained in the single-stranded polynucleotide. (32) A method for determining the presence of a target nucleic acid sequence contained in a single-stranded polynucleotide, comprising the following steps: (a) 3 ′ end of the target nucleic acid sequence contained in a single-stranded polynucleotide The first amplification primer is hybridized to the first amplification primer, that is, the first amplification primer is hybridized to the 3 ′ end of the target nucleic acid sequence contained in the single-stranded polynucleotide to form a hybridized first amplification primer. The first amplification primer includes an oligodeoxyribonucleotide having a 3 ′ end and a 5 ′ end, and the 3 ′ end of the first amplification primer is located relative to the 3 ′ end of the target nucleic acid sequence. Complementary, and the 5 'end of the first amplification primer is provided with a first recognition sequence for a first restriction endonuclease, and further, the first restriction endonuclease is It is an endonuclease that can nick one strand of the double-stranded semi-modified recognition site that it recognizes, thereby providing a 3′-end at the 3 ′ end of the target nucleic acid sequence contained in the single-stranded polynucleotide. (B) a modification wherein the hybridized first amplification primer extends from its 3 'end, ie, is complementary to and bound to the single-stranded polynucleotide. Using a target nucleic acid sequence as a template, a deoxyribonucleoside triphosphate, a modified deoxyribonucleoside triphosphate, and a deoxyribonucleoside triphosphate are used to form a first double-stranded polynucleotide having a modified first polynucleotide extension product. First amplification primer hybridized from its 3 'end in the presence of the first polymerase that polymerizes phosphate (C) separating the single-stranded polynucleotide from the modified first polynucleotide extension product by an enzyme; and (d) placing a second amplification primer at an internal site of the modified first polynucleotide extension product. Hybridization of a second amplification primer to an internal site of the modified first polynucleotide extension product to form a hybridized, ie, hybridized, second amplification primer, wherein the second amplification primer is Comprises an oligodeoxyribonucleotide with a 3 ′ end and a 5 ′ end, and the 3 ′ end of the second amplification primer is complementary to the 3 ′ end of the complement of the target nucleic acid sequence, Also hybridized thereto, further, the 5 'end of the second amplification primer has a second recognition sequence for a second restriction endonuclease, The second restriction endonuclease is an endonuclease capable of nicking one strand of a double-stranded semi-modified recognition site that it recognizes, whereby the modified first polynucleotide is (E) the hybridized second amplification primer is extended from its 3 ′ end, ie, the modified hybridized to the modified first polynucleotide extension product. A deoxyribonucleoside triphosphate, a modified deoxyribonucleoside triphosphate, and a deoxyribonucleoside triphosphate in the presence of the polynucleotide template to form a second double-stranded polynucleotide comprising the modified second polynucleotide extension product. And a reaction involving a second polymerase that displaces the chain An extension of the hybridized second amplification primer from its 3 ′ end with the compound, wherein the modified second polynucleotide extension product is separated from a single-stranded polynucleotide and the second recognition A copy of the target nucleic acid sequence located at the opposite end between the sequence and the complement of the first recognition sequence, and the first recognition sequence and the second in the modified first polynucleotide extension product. The complement of the first recognition sequence in the polynucleotide extension product forms a double-stranded, semi-modified recognition site for the first recognition endonuclease, whereby the hybridized second amplification Extending a primer from its 3 ′ end; (f) nicking one strand of the double-stranded, semi-modified recognition site for the first recognition endonuclease, ie, the first restriction endonuclease. Nuclear A deoxyribonucleoside triphosphate, a modified deoxyribonucleoside triphosphate, and one of the double-stranded semi-modified recognition sites for the first recognition endonuclease in the presence of the second polymerase. Nicking the strand, thereby extending the nicked 3 ′ end, thereby displacing any portion of the modified first polynucleotide extension product downstream thereof; And the target nucleic acid defined by opposite ends by the first and second recognition sites nickable by the first and second restriction endonucleases, respectively. Form a third double-stranded polynucleotide containing an isolated copy of the target nucleic acid sequence hybridized to an isolated copy of the complement of the sequence (G) an enzyme having DNA polymerase activity capable of amplifying an isolated copy of the target nucleic acid sequence or its complement, ie, displacing the strand, a mixture of deoxyribonucleoside triphosphates and modified deoxyribonucleoside triphosphates; Contacting the third double-stranded polynucleotide in the presence with the first restriction endonuclease and the second restriction endonuclease to amplify a separated copy of the target nucleic acid sequence or its complement, thereby The first and second recognition sites of the first and second recognition sites are nicked and the 3 'ends of these nicked sites are extended to provide a new target nucleic acid sequence or Complementation occurs and displaces a downstream copy of the target nucleic acid sequence or its complement during the process; (h) detection Continuing step (g) for a time sufficient to produce an effective amount of the isolated copy of the target nucleic acid sequence; and (i) determining the presence of a detectable amount of the isolated copy of the target nucleic acid sequence; A method for determining the presence of a target nucleic acid sequence contained in a single-stranded polynucleotide, comprising: (33) The method according to claim 32, wherein the steps (g) and (h) proceed under substantially isothermal conditions. (34) The method according to claim 33, wherein the isothermal condition is an isothermal condition at a temperature of 37 ° C to 60 ° C. (35) The method according to claim 34, wherein the isothermal condition is an isothermal condition at a temperature of 60 ° C.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミューラー,レインホールド アメリカ合衆国 53226 ウィスコンシン ウォウワトサ ノース 86ス ストリー ト 1930 (72)発明者 ブラサック,マイケル,エル. アメリカ合衆国 53226 ウィスコンシン ウォウワトサ ウェスト ブルーマウン ド 11205 アパートメント 103 (72)発明者 ウィルコズ,リチャード,ケー. アメリカ合衆国 53151 ウィスコンシン ニュー ベルリン コーチライト ドラ イブ 1715 ビー────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Mueller, Rainhold             United States 53226 Wisconsin               Wow Wattsa North 86 Street             G 1930 (72) Brassac, Michael, El.             United States 53226 Wisconsin               Wow Wattsa West Blue Mount             Do 11205 Apartment 103 (72) Inventor Wilcos, Richard, K.             United States 53151 Wisconsin               New Berlin Coachlight Dora             Eve 1715 Be

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.一本鎖ポリヌクレオチド内に認められる標的核酸配列のコピーを分離するた めの方法であって、分離したコピーは標的核酸配列の増幅のための使用に好適で あり、該方法は; (a) 反応混合物を調製し、該反応混合物は、 (i) 一本鎖ポリヌクレオチド内の終端以外の箇所に標的核酸配列を含ん だ、あるいは該標的核酸配列を含むと考えられる試料; (ii)ポリヌクレオチドの一本鎖を鋳型として用いて、ハイブリダイズし たプライマーを伸長することによってデオキシリボヌクレオシド三リン酸を重合 することができる第一重合酵素、および、ハイブリダイズしたプライマーを伸長 することによってデオキシリボヌクレオシド三リン酸を重合でき、さらに、標的 核酸がDNAであれば鎖を置換することもできる第二重合酵素であって、該第一 重合酵素を、任意に該第二重合酵素と同一にすることができる、第一重合酵素と 第二重合酵素; (iii)修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸を含んだデオキシリ ボヌクレオシド三リン酸の混合物; (iv) 標的核酸配列にハイブリダイズでき、かつそれとハイブリダイズ したプライマーを形成することができる第一増幅プライマーであって、3'端と5' 端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、該第一増幅プライマーの3' 端は前記標的核酸配列の3'端に対して相補性があり、前記第一増幅プライマーの 5'端は第一制限エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された認識部位の一 方の鎖にニックを入れることができる前記第一制限エンドヌクレアーゼのための 第 一認識配列を有している第一増幅プライマー;および (v) 3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含む第二増 幅プライマーがであって、前記第二増幅プライマーの3'端は前記標的核酸配列の 相補体の3'端に対して相補性があり、またそれに対してハイブリダイズすること ができ、前記第二増幅プライマーの5'端は第二制限エンドヌクレアーゼのための 第二認識配列を有しており、該エンドヌクレアーゼが、それが認識する二本鎖の 半修飾された認識部位の一方の鎖にニックを入れることができる制限エンドヌク レアーゼである第二増幅プライマー、を含み; (b) 反応混合物中の二本鎖核酸を一本鎖に分離するための手段に、反応 めの手段に、反応混合物を適用し;および (c) ハイブリダイゼーション、プライマー伸長、およびニック入れを行 うに十分な時間だけ反応混合物を放置し、これによって、前記標的核酸配列の分 離コピーと前記標的核酸配列の相補体の分離コピーを含んだ、増幅に好適な、二 本鎖ポリヌクレオチド伸長産物が生成され、この二本鎖ポリヌクレオチド伸長産 物は、対向する端部にて、前記第一および第二制限エンドヌクレアーゼそれぞれ のためのニックが入れられる第一制限部位と第二制限部位によって規定される、 工程を含む、一本鎖ポリヌクレオチド内に認められる標的核酸配列のコピーを 分離するための方法。 2.一本鎖ポリヌクレオチド内に認められる標的核酸配列のコピーを分離するた めの方法であって、分離したコピーは標的核酸配列の増幅に好適であり、該方法 は; (a) 一本鎖ポリヌクレオチド内にある標的核酸配列の3'端に第一増幅プ ライマーをハイブリダイズし、すなわち、 ハイブリダイズした第一増幅プライマーを形成するために、一本鎖ポリヌクレオ チド内にある標的核酸配列の3'端への、第一増幅プライマーのハイブリダイゼー ションであって、前記第一増幅プライマーが、3'端と5'端を備えたオリゴデオキ シリボヌクレオチドを含み、前記第一増幅プライマーの3'端は前記標的核酸配列 の3'端に対して相補性があり、前記第一増幅プライマーの5'端は第一制限エンド ヌクレアーゼのための第一認識配列を有しており、前記エンドヌクレアーゼが、 それが認識する二本鎖の半修飾された認識部位の一方の鎖にニックを入れること ができるものであり; (b) ハイブリダイズした第一増幅プライマーをその3'端から伸長し、す なわち、該一本鎖ポリヌクレオチドに相補性があり、また、そこに結合している 修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物を有する第一の二本鎖ポリヌクレオチド を形成するために、標的核酸配列を鋳型として用いて、デオキシリボヌクレオシ ド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸、そしてデオキシリボ ヌクレオシド三リン酸を重合することができる第一重合酵素の存在下で、その3' 端から、ハイブリダイズした第一増幅プライマーを伸長し; (c) 修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物から、前記一本鎖ポリヌク レオチドを分離し; (d) 修飾した前記第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部部位に第二増幅 プライマーをハイブリダイズし、すなわち、ハイブリダイズした第二増幅プライ マーを形成するための、修飾した前記第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部部位 への、第二増幅プライマーのハイブリダイゼーションであって、前記第二増幅プ ライマーが、3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、前記 第二増幅プライマーの3' 端は前記標的核酸配列の相補体の3'端に対して相補性があり、またそれに対して ハイブリダイズすることができ、前記第二増幅プライマーの5'端は第二制限エン ドヌクレアーゼのための第二認識配列を有しており、該エンドヌクレアーゼが、 それが認識する二本鎖の半修飾された認識部位の一方の鎖にニックを入れること ができるものであり; (e) ハイブリダイズした第二増幅プライマーを、その3'端から伸長し、 すなわち、修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物にハイブリダイズした修飾し た第二ポリヌクレオチド伸長産物を含む第二の二本鎖ポリヌクレオチドを形成す るために、デオキシリボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオ シド三リン酸、そしてポリヌクレオチド鋳型の存在下でデオキシリボヌクレオシ ド三リン酸を重合することができ、また鎖を置換することができる第二重合酵素 の混合物を含む反応混合物での、その3'端からの、ハイブリダイズした第二増幅 プライマーの伸長であって、該修飾した第二ポリヌクレオチド伸長産物が、一本 鎖ポリヌクレオチドから分離され、かつ前記第二認識配列と前記第一認識配列の 相補体との間で対向する端部に位置した前記標的核酸配列のコピーを含み、修飾 した第一ポリヌクレオチド伸長産物での前記第一認識配列と第二ポリヌクレオチ ド伸長産物での第一認識配列の相補体が、前記第一認識エンドヌクレアーゼのた めの二本鎖の半修飾された認識部位を形成するものであり;および (f) 前記第一認識エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された前 記認識部位の一方の鎖にニックを入れ、すなわち、前記第一制限エンドヌクレア ーゼ、デオキシリボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド 三 リン酸、そして前記第二重合酵素の存在下での、前記第一認識エンドヌクレアー ゼのための二本鎖の半修飾された前記認識部位の一方の鎖へのニック入れであっ て、これによって、ニックを入れられて生成した3'端が伸長し、それによって、 その下流にある修飾した前記第一ポリヌクレオチド伸長産物のいずれの部分も置 換でき、そして、前記第一および第二制限エンドヌクレアーゼそれぞれのための ニックを入れることができる前記第一および第二の認識部位によって、対向する 端部にて規定された、前記標的核酸配列の相補体の分離コピーにハイブリダイズ した標的核酸配列の分離コピーを含む第三の二本鎖ポリヌクレオチドを形成する 、 工程を含む、一本鎖ポリヌクレオチド内に認められる標的核酸配列のコピー を分離するための方法。 3.前記反応混合物が、水性または実質的に水性の媒体である請求の範囲第1項 に記載の方法。 4.前記標的核酸配列が、RNAである請求の範囲第1項または第2項に記載の 方法。 5.前記工程が、マニトール、トレハロース、塩化テトラメチルアンモニウムお よび塩化テトラエチルアンモニウムの少なくとも1つの存在下で実施される請求 の範囲第2項に記載の方法。 6.前記分離工程(c)が、酵素を用いで実施される請求の範囲第4項に記載の方 法。 7.前記分離工程(c)が、リボヌクレアーゼ活性の導入を含む請求の範囲第6項 に記載の方法。 8.前記リボヌクレアーゼ活性が、リボヌクレアーゼH活性である請求の範囲第 7項に記載の方法。 9.前記分離工程(c)が、加熱することを含む請求の範囲第3項に記載の方法。 10.前記第一制限エンドヌクレアーゼが、AccL、AlwI、AvaI、BsaI、BsiHKCI、B smI、BsoBI、BsrI、BstXI、DpnI、Fnu4HI、FokI、HincII、HindIII、HphI、MspI 、NciI、NlaIV、NspI、PflMIおよびTth111Iからなるグループから選択される請 求の範囲第3項に記載の方法。 11.前記第一制限エンドヌクレアーゼが、BsiHKCIである請求の範囲第10項に記 載の方法。 12.前記第二制限エンドヌクレアーゼが、AccI、AlwI、AvaI、BsaI、BsiHKCI、B smI、BsoBI、BsrI、BstXI、DpnI、Fnu4HI、FokI、HincII、HindIII、HphI、MspI 、NciI、NlaIV、NspI、PflMIおよびTthlllIからなるグループから選択される請 求の範囲第3項に記載の方法。 13.前記第二制限エンドヌクレアーゼが、BsiHKCIである請求の範囲第12項に記 載の方法。 14.前記第一制限エンドヌクレアーゼと第二制限エンドヌクレアーゼが同一であ る請求の範囲第3項に記載の方法。 15.ニックを入れることができる前記第一認識部位とニックを入れることができ る前記第二認識部位が同一である請求の範囲第14項に記載の方法。 16.修飾した前記デオキシリボヌクレオシド三リン酸が、2'-デオキシグアノシ ン5'-0-(1-チオ三リン酸)、2'-デオキシアデノシン5'-0-(1-チオ三リン酸)、チ ミジン5'-0-(1-チオ三リン酸)、2'-デオキシシチジン5'-0-(1-チオ三リン酸)、 2'-デオキシウリジン5'-三リン酸、5-メチルデオキシシチジン5'-三リン酸、ま たは、7-デアザ-2'-デオキシグアノシン5'-三リン酸からなるグループから選択 される請求の範囲第3項に記載の方法。 17.前記第一重合酵素が、ポリメラーゼである請求の範囲第3項に記載の方法。 18.前記第一重合酵素が、逆転写酵素活性を有する請求の範囲第17項に記載の方 法。 19.前記第二重合酵素が、DNAポリメラーゼである請求の範囲第3項に記載の 方法。 20.前記第二重合酵素が、Bst DNAポリメラーゼ、Taq DNAポリメラーゼ、 Tth DNAポリメラーゼ、Tfl DNAポリメラーゼ、E.coli DNAポリメラー ゼ、E.coli DNAポ リメラーゼクレノウ断片、および、exo-E.coli DNAポリメラーゼクレノウ断 片からなるグループから選択される請求の範囲第19項に記載の方法。 21.前記第二重合酵素が、Bst DNAポリメラーゼである請求の範囲第20項に記 載の方法。 22.前記第一重合酵素と前記第二重合酵素が同一である請求の範囲第3項に記載 の方法。 23.本発明の方法を実施するための要素を備えたキットであって、該キットは; (a) 鋳型の相補体から必須的になる第一産物を生成するための、デオキ シリボヌクレオシド三リン酸を重合できる重合酵素であって、鎖置換をすること ができる重合酵素; (b) 第一増幅プライマーと第二増幅プライマーを含む一対の増幅プライ マーであって、前記第一増幅プライマーが、大きなポリヌクレオチドの末端以外 の場所に位置する標的核酸配列の3'端に対して相補性を有する3'端と、半修飾し た第一認識部位にニックを入れることができる第一制限エンドヌクレアーゼのた めの第一制限配列を有する5'端を持っており、また、前記第二増幅プライマーが 、標的核酸配列の相補体の3'端に対して相補性を有する3'端と、半修飾した第二 認識部位にニックを入れることができる第二制限エンドヌクレアーゼのための第 二制限配列を有する5'端を持っている、一対の増幅プライマー; (c) 実質的に半修飾の制限エンドヌクレアーゼ認識部位にニックを入れ ることができる1〜2個の制限エンドヌク レアーゼ; (d) デオキシリボヌクレオシド三リン酸;および (e) 修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸、 を含むキット。 24.前記重合酵素が、鳥類骨髄芽球症ウィルス逆転写酵素、モロニーマウス白血 病ウィルス逆転写酵素、スーパースクリプトII、Bst DNAポリメラーゼ、Taq DNAポリメラーゼ、Tth DNAポリメラーゼ、Tfl DNAポリメラーゼ、E.c oli DNAポリメラーゼクレノウ断片、および、exo- E.coli DNAポリメラ ーゼクレノウ断片からなるグループから選択される請求の範囲第23項に記載のキ ット。 25.前記制限エンドヌクレアーゼが、AccI、AlwI、AvaI、BsaI、BsiHKCI、BsmI 、BsoBI、BsrI、BstXI、DpnI、Fnu4HI、FokI、HincII、HindIII、HphI、MspI、 NciI、NlaIV、NspI、PflMIおよびTth111Iからなるグループから選択される請求 の範囲第23項に記載のキット。 26.前記制限エンドヌクレアーゼが、BsiHKCIである請求の範囲第25項に記載の キット。 27.一本鎖ポリヌクレオチド内に認められる標的核酸配列のコピーを増幅するた めの方法であって、該方法は; (a) 反応混合物を調製し、該反応混合物は、 (i) 一本鎖ポリヌクレオチド内の終端以外の箇所に標的核酸配列を含ん だ、あるいは該標的核酸配列を含むと考えられる試料; (ii)ポリヌクレオチドの一本鎖を鋳型として用いて、ハイブリダイズし たプライマーを伸長することによってデオキシリボヌクレオシド三リン酸を重合 することができる第一重合酵素、および、ハイブリダイズしたプライマーを伸長 することによってデオキシリボヌクレオシド三リン酸を重合でき、さらに、標的 核酸がDNAであれば鎖を置換することもできる第二重合酵素であって、該第一 重合酵素を、任意に該第二重合酵素と同一にすることができる、第一重合酵素と 第二重合酵素; (iii)修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸を含んだデオキシリ ボヌクレオシド三リン酸の混合物; (iv) 標的核酸配列にハイブリダイズでき、かつそれとハイブリダイズ したプライマーを形成することができる第一増幅プライマーであって、3'端と5' 端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、該第一増幅プライマーの3' 端は前記標的核酸配列の3'端に対して相補性があり、前記第一増幅プライマーの 5'端は第一制限エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された認識部位の一 方の鎖にニックを入れることができる前記第一制限エンドヌクレアーゼのための 第一認識配列を有している第一増幅プライマー;および (v) 3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含む第二増 幅プライマーがであって、前記第二増幅プライマーの3'端は前記標的核酸配列の 相補体の3'端に対して相補性があり、またそれに対してハイブリダイズすること ができ、前記第二増幅プライマーの5'端は第二制限エンドヌクレアーゼのための 第二認識配列を有しており、該エンドヌクレアーゼが、それが認識する二本鎖の 半修飾された認識部位の一方の鎖にニックを入れることができる制限エンドヌク レ アーゼである第二増幅プライマー、を含み; (b) 反応混合物中の二本鎖核酸を一本鎖に分離するための手段に、反応 混合物を適用し; (c) ハイブリダイゼーション、プライマー伸長、およびニック入れを行 うに十分な時間だけ反応混合物を放置し、これによって、前記標的核酸配列の分 離コピーと前記標的核酸配列の相補体の分離コピーを含んだ、増幅に好適な、二 本鎖ポリヌクレオチド伸長産物が生成され、この二本鎖ポリヌクレオチド伸長産 物は、対向する端部にて、前記第一および第二制限エンドヌクレアーゼそれぞれ のためのニックが入れられる第一制限部位と第二制限部位によって規定され; (d) 標的核酸配列またはその相補体の分離コピーを増幅し、すなわち、 DNAポリメラーゼ活性を有し、かつ鎖を置換することができる酵素、デオキシ リボヌクレオシド三リン酸および修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸の 混合物の存在下で、二本鎖ポリヌクレオチド伸長産物と、前記第一制限エンドヌ クレアーゼと前記第二制限エンドヌクレアーゼを接触することで、標的核酸配列 またはその相補体の分離コピーを増幅し、これによって、前記第一および前記第 二認識部位の前記第一および第二認識配列にニックが入れられ、ニックが入れら れたこれら部位の3'端が伸長され、新しい標的核酸配列またはその相補体が生じ 、そして、標的核酸配列の下流側のコピーまたはその相補体がプロセスの過程で 置換され;および (e) 検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーが生成するに十分な時間 をかけて工程(d)を継続する、 工程を含む、一本鎖ポリヌクレオチド内に認められる標的核酸配列のコピーを 増幅するための方法。 28.一本鎖ポリヌクレオチド内に認められる標的核酸配列のコピーを増幅するた めの方法であって、該方法は; (a) 一本鎖ポリヌクレオチド内にある標的核酸配列の3'端に第一増幅プ ライマーをハイブリダイズし、すなわち、ハイブリダイズした第一増幅プライマ ーを形成するために、一本鎖ポリヌクレオチド内にある標的核酸配列の3'端への 、第一増幅プライマーのハイブリダイゼーションであって、前記第一増幅プライ マーが、3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、前記第一 増幅プライマーの3'端は前記標的核酸配列の3'端に対して相補性があり、前記第 一増幅プライマーの5'端は第一制限エンドヌクレアーゼのための第一認識配列を 有しており、前記エンドヌクレアーゼが、それが認識する二本鎖の半修飾された 認識部位の一方の鎖にニックを入れることができるものであり; (b) ハイブリダイズした第一増幅プライマーをその3'端から伸長し、す なわち、該一本鎖ポリヌクレオチドに相補性があり、また、そこに結合している 修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物を有する第一の二本鎖ポリヌクレオチド を形成するために、標的核酸配列を鋳型として用いて、デオキシリボヌクレオシ ド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸、そしてデオキシリボ ヌクレオシド三リン酸を重合することができる第一重合酵素の存在下で、その3' 端から、ハイブリダイズした第一増幅プライマーを伸長し; (c) 修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物から、前記一本鎖ポリヌク レオチドを分離し; (d) 修飾した前記第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部部位に第二増幅 プライマーをハイブリダイズし、すなわち、ハイブリダイズした第二増幅プライ マーを形成するための、 修飾した前記第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部部位への、第二増幅プライマ ーのハイブリダイゼーションであって、前記第二増幅プライマーが、3'端と5'端 を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、前記第二増幅プライマーの3' 端は前記標的核酸配列の相補体の3'端に対して相補性があり、またそれに対して ハイブリダイズすることができ、前記第二増幅プライマーの5'端は第二制限エン ドヌクレアーゼのための第二認識配列を有しており、該エンドヌクレアーゼが、 それが認識する二本鎖の半修飾された認識部位の一方の鎖にニックを入れること ができるものであり; (e) ハイブリダイズした第二増幅プライマーをその3'端から伸長し、す なわち、修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物にハイブリダイズした修飾した 第二ポリヌクレオチド伸長産物を含む第二の二本鎖ポリヌクレオチドを形成する ために、デオキシリボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシ ド三リン酸、そしてポリヌクレオチド鋳型の存在下でデオキシリボヌクレオシド 三リン酸を重合することができ、また鎖を置換することができる第二重合酵素の 混合物を含む反応混合物での、その3'端からの、ハイブリダイズした第二増幅プ ライマーの伸長であって、該修飾した第二ポリヌクレオチド伸長産物が、一本鎖 ポリヌクレオチドから分離され、かつ前記第二認識配列と前記第一認識配列の相 補体との間で対向する端部に位置した前記標的核酸配列のコピーを含み、修飾し た第一ポリヌクレオチド伸長産物での前記第一認識配列と第二ポリヌクレオチド 伸長産物での第一認識配列の相補体が、前記第一認識エンドヌクレアーゼのため の二本鎖の半修飾された認識部位を形成するものであり; (f) 前記第一認識エンドヌクレアーゼのための二本鎖 の半修飾された前記認識部位の一方の鎖にニックを入れ、すなわち、前記第一制 限エンドヌクレアーゼ、デオキシリボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオキシ リボヌクレオシド三リン酸、そして前記第二重合酵素の存在下での、前記第一認 識エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された前記認識部位の一方の鎖へ のニック入れであって、これによって、ニックを入れられて生成した3'端が伸長 し、それによって、その下流にある修飾した前記第一ポリヌクレオチド伸長産物 のいずれの部分も置換でき、そして、前記第一および第二制限エンドヌクレアー ゼそれぞれのためのニックを入れることができる前記第一および第二の認識部位 によって、対向する端部にて規定された、前記標的核酸配列の相補体の分離コピ ーにハイブリダイズした標的核酸配列の分離コピーを含む第三の二本鎖ポリヌク レオチドを形成し; (g) 標的核酸配列またはその相補体の分離コピーを増幅し、すなわち、 鎖を置換することができるDNAポリメラーゼ活性を有する酵素、デオキシリボ ヌクレオシド三リン酸および修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸の混合 物の存在下で、第三の二本鎖ポリヌクレオチドと、前記第一制限エンドヌクレア ーゼと前記第二制限エンドヌクレアーゼを接触することで、標的核酸配列または その相補体の分離コピーを増幅し、これにより、前記第一および前記第二認識部 位の前記第一および第二認識配列にニックが入れられ、ニックが入れられたこれ ら部位の3'端が伸長され、新しい標的核酸配列またはその相補体が生じ、そして 、標的核酸配列の下流側のコピーまたはその相補体がプロセスの過程で置換され ;および (h) 検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーが生成 するに十分な時間をかけて工程(g)を継続する、 工程を含む、一本鎖ポリヌクレオチド内に認められる標的核酸配列のコピー を増幅するための方法。 29.一本鎖ポリヌクレオチド内に認められる標的核酸配列の存在を検出するため の方法であって、該方法は; (a) 反応混合物を調製し、該反応混合物は、 (i) 一本鎖ポリヌクレオチド内の終端以外の箇所に標的核酸配列を含ん だ、あるいは該標的核酸配列を含むと考えられる試料; (ii)ポリヌクレオチドの一本鎖を鋳型として用いて、ハイブリダイズし たプライマーを伸長することによってデオキシリボヌクレオシド三リン酸を重合 することができる第一重合酵素、および、ハイブリダイズしたプライマーを伸長 することによってデオキシリボヌクレオシド三リン酸を重合でき、さらに、標的 核酸がDNAであれば鎖を置換することもできる第二重合酵素であって、該第一 重合酵素を、任意に該第二重合酵素と同一にすることができる、第一重合酵素と 第二重合酵素; (iii)修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸を含んだデオキシリ ボヌクレオシド三リン酸の混合物; (iv) 標的核酸配列にハイブリダイズでき、かつそれとハイブリダイズ したプライマーを形成することができる第一増幅プライマーであって、3'端と5' 端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、該第一増幅プライマーの3' 端は前記標的核酸配列の3'端に対して相補性があり、前記第一増幅プライマーの 5'端は第一制限エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された認識部位の一 方の鎖にニックを入れ ることができる前記第一制限エンドヌクレアーゼのための第一認識配列を有して いる第一増幅プライマー;および (v) 3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含む第二増 幅プライマーがであって、前記第二増幅プライマーの3'端は前記標的核酸配列の 相補体の3'端に対して相補性があり、またそれに対してハイブリダイズすること ができ、前記第二増幅プライマーの5'端は第二制限エンドヌクレアーゼのための 第二認識配列を有しており、該エンドヌクレアーゼが、それが認識する二本鎖の 半修飾された認識部位の一方の鎖にニックを入れることができる制限エンドヌク レアーゼである第二増幅プライマー、を含み; (b) 反応混合物中の二本鎖核酸を一本鎖に分離するための手段に、反応 混合物を適用し; (c) ハイブリダイゼーション、プライマー伸長、およびニック入れを行 うに十分な時間だけ反応混合物を放置し、これによって、前記標的核酸配列の分 離コピーと前記標的核酸配列の相補体の分離コピーを含んだ、増幅に好適な、二 本鎖ポリヌクレオチド伸長産物が生成され、この二本鎖ポリヌクレオチド伸長産 物は、対向する端部にて、前記第一および第二制限エンドヌクレアーゼそれぞれ のためのニックが入れられる第一制限部位と第二制限部位によって規定され; (d) 標的核酸配列またはその相補体の分離コピーを増幅し、すなわち、 DNAポリメラーゼ活性を有し、かつ鎖を置換することができる酵素、デオキシ リボヌクレオシド三リン酸および修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸の 混合物の存在下で、二本鎖ポリヌクレオチド伸長産物と、前記第一制限エンドヌ クレアーゼと前記第二制限エンドヌクレアーゼを接触することで、標的核酸配列 またはその相補体の分 離コピーを増幅し、これにより、前記第一および前記第二認識部位の前記第一お よび第二認識配列にニックが入れられ、ニックが入れられたこれら部位の3'端が 伸長され、新しい標的核酸配列またはその相補体が生じ、そして、標的核酸配列 の下流側のコピーまたはその相補体がプロセスの過程で置換され; (e) 検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーが生成するに十分な時間 をかけて工程(d)を継続し;および、 (f) 検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーの存在を決定する、 工程を含む、一本鎖ポリヌクレオチド内に認められる標的核酸配列の存在を 検出するための方法。 30.一本鎖ポリヌクレオチド内に認められる標的核酸配列の存在を決定するため の方法であって、該方法は; (a) 一本鎖ポリヌクレオチド内にある標的核酸配列の3'端に第一増幅プ ライマーをハイブリダイズし、すなわち、ハイブリダイズした第一増幅プライマ ーを形成するために、一本鎖ポリヌクレオチド内にある標的核酸配列の3'端への 、第一増幅プライマーのハイブリダイゼーションであって、前記第一増幅プライ マーが、3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、前記第一 増幅プライマーの3'端は前記標的核酸配列の3'端に対して相補性があり、前記第 一増幅プライマーの5'端は第一制限エンドヌクレアーゼのための第一認識配列を 有しており、前記エンドヌクレアーゼが、それが認識する二本鎖の半修飾された 認識部位の一方の鎖にニックを入れることができるものであり; (b) ハイブリダイズした第一増幅プライマーをその3' 端から伸長し、該一本鎖ポリヌクレオチドに相補性があり、またそこに結合して いる修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物を有する第一の二本鎖ポリヌクレオ チドを形成するために、標的核酸配列を鋳型として用いて、デオキシリボヌクレ オシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド三リン酸、そしてデオキシ リボヌクレオシド三リン酸を重合することができる第一重合酵素の存在下で、そ の3'端から、ハイブリダイズした第一増幅プライマーを伸長し; (c) 修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物から、前記一本鎖ポリヌク レオチドを分離し; (d) 修飾した前記第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部部位に第二増幅 プライマーをハイブリダイズし、すなわち、ハイブリダイズした第二増幅プライ マーを形成するための、修飾した前記第一ポリヌクレオチド伸長産物の内部部位 への、第二増幅プライマーのハイブリダイゼーションであって、前記第二増幅プ ライマーが、3'端と5'端を備えたオリゴデオキシリボヌクレオチドを含み、前記 第二増幅プライマーの3'端は前記標的核酸配列の相補体の3'端に対して相補性が あり、またそれに対してハイブリダイズすることができ、前記第二増幅プライマ ーの5'端は第二制限エンドヌクレアーゼのための第二認識配列を有しており、該 エンドヌクレアーゼが、それが認識する二本鎖の半修飾された認識部位の一方の 鎖にニックを入れることができるものであり; (e) ハイブリダイズした第二増幅プライマーを、その3'端から伸長し、 すなわち、修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物にハイブリダイズした修飾し た第二ポリヌクレオチド伸長産物を含む第二の二本鎖ポリヌクレオチドを形成す るために、デオキシリボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオ キシリボヌクレオシド三リン酸、そしてポリヌクレオチド鋳型の存在下でデオキ シリボヌクレオシド三リン酸を重合することができ、また鎖を置換することがで きる第二重合酵素の混合物を含む反応混合物での、その3'端からの、ハイブリダ イズした第二増幅プライマーの伸長であって、該修飾した第二ポリヌクレオチド 伸長産物が、一本鎖ポリヌクレオチドから分離され、かつ前記第二認識配列と前 記第一認識配列の相補体との間で対向する端部に位置した前記標的核酸配列のコ ピーを含み、修飾した第一ポリヌクレオチド伸長産物での前記第一認識配列と第 二ポリヌクレオチド伸長産物での第一認識配列の相補体が、前記第一認識エンド ヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された認識部位を形成するものであり; (f) 前記第一認識エンドヌクレアーゼのための二本鎖の半修飾された前 記認識部位の一方の鎖にニックを入れ、すなわち、前記第一制限エンドヌクレア ーゼ、デオキシリボヌクレオシド三リン酸、修飾したデオキシリボヌクレオシド 三リン酸、そして前記第二重合酵素の存在下での、前記第一認識エンドヌクレア ーゼのための二本鎖の半修飾された前記認識部位の一方の鎖へのニック入れであ って、これによって、ニックを入れられて生成した3'端が伸長し、それによって 、その下流にある修飾した前記第一ポリヌクレオチド伸長産物のいずれの部分も 置換でき、そして、前記第一および第二制限エンドヌクレアーゼそれぞれのため のニックを入れることができる前記第一および第二の認識部位によって、対向す る端部にて規定された、前記標的核酸配列の相補体の分離コピーにハイブリダイ ズした標的核酸配列の分離コピーを含む第三の二本鎖ポリヌクレオチドを形成し ; (g) 標的核酸配列またはその相補体の分離コピーを増 幅し、すなわち、鎖を置換することができるDNAポリメラーゼ活性を有する酵 素、デオキシリボヌクレオシド三リン酸および修飾したデオキシリボヌクレオシ ド三リン酸の混合物の存在下で、第三の二本鎖ポリヌクレオチドと、前記第一制 限エンドヌクレアーゼと前記第二制限エンドヌクレアーゼを接触することで、標 的核酸配列またはその相補体の分離コピーを増幅し、これにより、前記第一およ び前記第二認識部位の前記第一および第二認識配列にニックが入れられ、ニック が入れられたこれら部位の3'端が伸長され、新しい標的核酸配列またはその相補 体が生じ、そして、標的核酸配列の下流側のコピーまたはその相補体がプロセス の過程で置換され; (h) 検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーが生成するに十分な時間 をかけて工程(g)を継続し;および、 (i) 検出可能な量の標的核酸配列の分離コピーの存在を決定する、 工程を含む、一本鎖ポリヌクレオチド内に認められる標的核酸配列の存在を 決定するための方法。 31.前記増幅工程(g)と前記継続工程(h)が、実質的に等温条件下で進行する請求 の範囲第28項に記載の方法。 32.前記増幅工程(g)と前記継続工程(h)が、約37℃〜約60℃で進行する請求の範 囲第31項に記載の方法。 33.前記増幅工程(g)と前記継続工程(h)が、約60℃の温度にて進行する請求の範 囲第32項に記載の方法。[Claims] 1. A method for separating copies of a target nucleic acid sequence found in a single-stranded polynucleotide, wherein the separated copies are suitable for use for amplification of a target nucleic acid sequence, the method comprising: Preparing a mixture, the reaction mixture comprising: (i) a sample containing, or believed to contain, the target nucleic acid sequence at a position other than the terminus in the single-stranded polynucleotide; Using a single strand as a template, a first polymerizing enzyme capable of polymerizing deoxyribonucleoside triphosphate by extending a hybridized primer, and deoxyribonucleoside triphosphate by extending a hybridized primer. A second polymerizing enzyme capable of polymerizing a nucleic acid, and further capable of displacing a strand if the target nucleic acid is DNA, (Iii) a mixture of deoxyribonucleoside triphosphates containing modified deoxyribonucleoside triphosphates; (iv) A) a first amplification primer capable of hybridizing to a target nucleic acid sequence and forming a primer hybridized thereto, the first amplification primer comprising an oligodeoxyribonucleotide having a 3 ′ end and a 5 ′ end; Is complementary to the 3 'end of the target nucleic acid sequence, and the 5' end of the first amplification primer is a double-stranded, semi-modified recognition site for a first restriction endonuclease. A first amplification primer having a first recognition sequence for the first restriction endonuclease capable of nicking one strand; and (v) an amplifying primer having 3 ′ and 5 ′ ends. A second amplification primer comprising a Godeoxyribonucleotide, wherein the 3 'end of the second amplification primer is complementary to and hybridizes to the 3' end of the complement of the target nucleic acid sequence. The 5 'end of the second amplification primer has a second recognition sequence for a second restriction endonuclease, which endonuclease is capable of recognizing the double-stranded semi-modified recognition thereof. A second amplification primer that is a restriction endonuclease capable of nicking one strand of the site; (b) reacting the double-stranded nucleic acid in the reaction mixture with a single-stranded nucleic acid; And (c) leaving the reaction mixture for a time sufficient to effect hybridization, primer extension, and nicking, thereby providing said target nucleus. A double-stranded polynucleotide extension product is generated, comprising a separate copy of the sequence and a separate copy of the complement of the target nucleic acid sequence, suitable for amplification, wherein the double-stranded polynucleotide extension product is located at the opposite end. Wherein the nicks for each of the first and second restriction endonucleases are defined by a first restriction site and a second restriction site, respectively, comprising the steps of: A method for separating copies. 2. A method for separating copies of a target nucleic acid sequence found in a single-stranded polynucleotide, wherein the separated copies are suitable for amplification of a target nucleic acid sequence, the method comprising: (a) a single-stranded polynucleotide; The first amplification primer hybridizes to the 3 'end of the target nucleic acid sequence within, i.e., the 3' end of the target nucleic acid sequence within the single-stranded polynucleotide to form a hybridized first amplification primer. To the first amplification primer, wherein the first amplification primer comprises an oligodeoxyribonucleotide having a 3 ′ end and a 5 ′ end, and the 3 ′ end of the first amplification primer is the target nucleic acid. Complementary to the 3 'end of the sequence, the 5' end of the first amplification primer has a first recognition sequence for a first restriction endonuclease, and Is capable of nicking one strand of the double-stranded semi-modified recognition site that it recognizes; (b) extending the hybridized first amplification primer from its 3 ′ end. The target nucleic acid sequence to form a first double-stranded polynucleotide that is complementary to the single-stranded polynucleotide and has a modified first polynucleotide extension product attached thereto. Was used as a template to hybridize from its 3 'end in the presence of deoxyribonucleoside triphosphate, modified deoxyribonucleoside triphosphate, and a first polymerizing enzyme capable of polymerizing deoxyribonucleoside triphosphate. Extending the first amplification primer; (c) separating the single-stranded polynucleotide from the modified first polynucleotide extension product; A second amplification primer is hybridized to an internal site of the first polynucleotide extension product, i.e., to form a hybridized second amplification primer, to an internal site of the modified first polynucleotide extension product. A hybridization of a second amplification primer, wherein the second amplification primer comprises an oligodeoxyribonucleotide having a 3 ′ end and a 5 ′ end, and the 3 ′ end of the second amplification primer is the target nucleic acid sequence. Complementary to and capable of hybridizing to the 3 'end of the complement, the 5' end of the second amplification primer has a second recognition sequence for a second restriction endonuclease. The endonuclease is capable of nicking one strand of the double-stranded semi-modified recognition site that it recognizes. (E) extending a hybridized second amplification primer from its 3 ′ end, ie, a second two primers comprising a modified second polynucleotide extension product hybridized to the modified first polynucleotide extension product; Deoxyribonucleoside triphosphates, modified deoxyribonucleoside triphosphates, and deoxyribonucleoside triphosphates can be polymerized in the presence of a polynucleotide template to form a strand polynucleotide, and can displace the strand. Extension of a hybridized second amplification primer from its 3 'end with a reaction mixture comprising a mixture of possible second polymerases, wherein the modified second polynucleotide extension product is a single-stranded polynucleotide. And the opposite end between the second recognition sequence and the complement of the first recognition sequence Wherein the complement of the first recognition sequence in the modified first polynucleotide extension product and the first recognition sequence in the second polynucleotide extension product comprises a copy of the target nucleic acid sequence located at Forming a double-stranded semi-modified recognition site for a nuclease; and (f) on one strand of the double-stranded semi-modified recognition site for the first recognition endonuclease. Nicked, i.e., the first restriction endonuclease, the deoxyribonucleoside triphosphate, the modified deoxyribonucleoside triphosphate, and the two for the first recognition endonuclease in the presence of the second polymerase. Nicking the semi-modified recognition site of the strand into one strand, whereby the nicked 3 ′ end is extended, Thus, any portion of the modified first polynucleotide extension product downstream thereof can be replaced and the first and second nicks for each of the first and second restriction endonucleases can be nicked. Forming a third double-stranded polynucleotide comprising a separated copy of the target nucleic acid sequence hybridized to a separated copy of the complement of the target nucleic acid sequence, defined at opposite ends by the recognition site of A method for separating copies of a target nucleic acid sequence found in a single-stranded polynucleotide, comprising: 3. The method according to claim 1, wherein the reaction mixture is an aqueous or substantially aqueous medium. 4. 3. The method according to claim 1, wherein the target nucleic acid sequence is RNA. 5. 3. The method of claim 2, wherein said step is performed in the presence of at least one of mannitol, trehalose, tetramethylammonium chloride, and tetraethylammonium chloride. 6. The method according to claim 4, wherein the separation step (c) is performed using an enzyme. 7. 7. The method according to claim 6, wherein said separating step (c) comprises introducing ribonuclease activity. 8. The method according to claim 7, wherein the ribonuclease activity is ribonuclease H activity. 9. 4. The method according to claim 3, wherein said separating step (c) comprises heating. Ten. The first restriction endonuclease is AccL, AlwI, AvaI, BsaI, BsiHKCI, BsmI, BsoBI, BsrI, BstXI, DpnI, Fnu4HI, FokI, HincII, HindIII, HphI, MspI, NciI, NlaIV, NspI, PflMI and Tth111. The method of claim 3 wherein the claim is selected from the group consisting of: 11. 11. The method according to claim 10, wherein said first restriction endonuclease is BsiHKCI. 12. The second restriction endonuclease is AccI, AlwI, AvaI, BsaI, BsiHKCI, Bsml, BsoBI, BsrI, BstXI, DpnI, Fnu4HI, FokI, HincII, HindIII, HphI, MspI, NciI, NlaIV, NspI, PflI and Tthll. The method of claim 3 wherein the claim is selected from the group consisting of: 13. 13. The method according to claim 12, wherein said second restriction endonuclease is BsiHKCI. 14. 4. The method according to claim 3, wherein said first restriction endonuclease and said second restriction endonuclease are the same. 15. 15. The method according to claim 14, wherein the nickable first recognition site and the nickable second recognition site are the same. 16. The modified deoxyribonucleoside triphosphate is 2′-deoxyguanosine 5′-0- (1-thiotriphosphate), 2′-deoxyadenosine 5′-0- (1-thiotriphosphate), thymidine 5 '-0- (1-thiotriphosphate), 2'-deoxycytidine 5'-0- (1-thiotriphosphate), 2'-deoxyuridine 5'-triphosphate, 5-methyldeoxycytidine 5 4. The method according to claim 3, wherein the method is selected from the group consisting of '-triphosphate or 7-deaza-2'-deoxyguanosine 5'-triphosphate. 17. The method according to claim 3, wherein the first polymerase is a polymerase. 18. 18. The method according to claim 17, wherein the first polymerase has a reverse transcriptase activity. 19. The method according to claim 3, wherein the second polymerase is a DNA polymerase. 20. The second polymerase is Bst DNA polymerase, Taq DNA polymerase, Tth DNA polymerase, Tfl DNA polymerase, E. coli. coli DNA polymerase, E. coli. coli DNA polymerase Klenow fragment and exo - E. 20. The method according to claim 19, wherein the method is selected from the group consisting of E. coli DNA polymerase Klenow fragment. twenty one. 21. The method according to claim 20, wherein said second polymerase is Bst DNA polymerase. twenty two. The method according to claim 3, wherein the first and second polymerases are the same. twenty three. A kit comprising elements for performing the method of the invention, the kit comprising: (a) polymerizing deoxyribonucleoside triphosphate to produce a first product consisting essentially of the complement of the template. (B) a pair of amplification primers including a first amplification primer and a second amplification primer, wherein the first amplification primer is a large polynucleotide. A 3 'end with complementarity to the 3' end of the target nucleic acid sequence located at a position other than the end, and a first for a first restriction endonuclease capable of nicking the semi-modified first recognition site. A 5′-end having a restriction sequence, and wherein the second amplification primer has a 3′-end having complementarity to the 3′-end of the complement of the target nucleic acid sequence, and a semi-modified second recognition site Nick A pair of amplification primers having a 5 'end with a second restriction sequence for a second restriction endonuclease; (c) nicking a substantially semi-modified restriction endonuclease recognition site. A kit comprising, as possible, one or two restriction endonucleases; (d) a deoxyribonucleoside triphosphate; and (e) a modified deoxyribonucleoside triphosphate. twenty four. The polymerizing enzyme is avian myeloblastosis virus reverse transcriptase, Moloney murine leukemia virus reverse transcriptase, superscript II, Bst DNA polymerase, Taq DNA polymerase, Tth DNA polymerase, Tfl DNA polymerase, E. coli. coli DNA polymerase Klenow fragment and exo - E. 24. The kit according to claim 23, wherein the kit is selected from the group consisting of E. coli DNA polymerase Klenow fragment. twenty five. The restriction endonuclease comprises AccI, AlwI, AvaI, BsaI, BsiHKCI, BsmI, BsoBI, BsrI, BstXI, DpnI, Fnu4HI, FokI, HincII, HindIII, HphI, MspI, NciI, NlaIV, NspI, PflMI and Tth111. 24. The kit according to claim 23, selected from: 26. 26. The kit according to claim 25, wherein the restriction endonuclease is BsiHKCI. 27. A method for amplifying a copy of a target nucleic acid sequence found in a single-stranded polynucleotide, comprising: (a) preparing a reaction mixture, the reaction mixture comprising: (i) a single-stranded polynucleotide A sample containing the target nucleic acid sequence at a position other than the terminal end thereof or containing the target nucleic acid sequence; (ii) using a single-stranded polynucleotide as a template to extend the hybridized primer First polymerizing enzyme capable of polymerizing deoxyribonucleoside triphosphate, and deoxyribonucleoside triphosphate can be polymerized by extending a hybridized primer, and further, if the target nucleic acid is DNA, displacing the strand. A second polymerizing enzyme, wherein the first polymerizing enzyme can optionally be the same as the second polymerizing enzyme. (Iii) a mixture of deoxyribonucleoside triphosphates containing modified deoxyribonucleoside triphosphates; (iv) capable of hybridizing to a target nucleic acid sequence and forming a primer hybridized thereto. A first amplification primer comprising an oligodeoxyribonucleotide having a 3 ′ end and a 5 ′ end, the 3 ′ end of the first amplification primer being complementary to the 3 ′ end of the target nucleic acid sequence. The 5 'end of the first amplification primer can nick one strand of a double-stranded semi-modified recognition site for a first restriction endonuclease. A first amplification primer having one recognition sequence; and (v) a second amplification primer comprising an oligodeoxyribonucleotide having a 3 ′ end and a 5 ′ end. The 3 'end of the second amplification primer is complementary to the 3' end of the complement of the target nucleic acid sequence and is capable of hybridizing thereto, and the 5 'end of the second amplification primer Has a second recognition sequence for a second restriction endonuclease, wherein the endonuclease is capable of nicking one strand of a double-stranded semi-modified recognition site that it recognizes. (B) applying the reaction mixture to a means for separating double-stranded nucleic acids in the reaction mixture into single strands; (c) hybridization, primer extension, And allowing the reaction mixture to stand for a period of time sufficient to effect nicking, thereby comprising two separate copies of the target nucleic acid sequence and the complement of the target nucleic acid sequence, suitable for amplification. A double-stranded polynucleotide extension product is produced, which comprises, at opposite ends, a first restriction site into which a nick for each of the first and second restriction endonucleases is nicked. (D) an enzyme capable of amplifying an isolated copy of the target nucleic acid sequence or its complement, ie having DNA polymerase activity and displacing the strand, deoxyribonucleoside triphosphate and modified By contacting the double-stranded polynucleotide extension product with the first restriction endonuclease and the second restriction endonuclease in the presence of a mixture of deoxyribonucleoside triphosphates, an isolated copy of the target nucleic acid sequence or its complement To thereby amplify the first and second of the first and second recognition sites. The recognition sequence is nicked, the 3 'ends of these nicked sites are extended, resulting in a new target nucleic acid sequence or its complement, and the downstream copy of the target nucleic acid sequence or its complement is processed. And (e) continuing step (d) for a period of time sufficient to produce a detectable amount of a separated copy of the target nucleic acid sequence, comprising the steps of: A method for amplifying a copy of an observed target nucleic acid sequence. 28. A method for amplifying a copy of a target nucleic acid sequence found in a single-stranded polynucleotide, comprising: (a) first amplifying at the 3 'end of the target nucleic acid sequence within the single-stranded polynucleotide; Hybridizing the primers, i.e., hybridizing the first amplification primer to the 3 'end of the target nucleic acid sequence within the single-stranded polynucleotide to form a hybridized first amplification primer, The first amplification primer includes an oligodeoxyribonucleotide having a 3 ′ end and a 5 ′ end, and the 3 ′ end of the first amplification primer is complementary to the 3 ′ end of the target nucleic acid sequence, The 5 'end of the first amplification primer has a first recognition sequence for a first restriction endonuclease, wherein the endonuclease is capable of recognizing a double-stranded, semi-modified recognition site. (B) extending the hybridized first amplification primer from its 3 ′ end, ie, being complementary to the single-stranded polynucleotide, and The target nucleic acid sequence is used as a template to form a deoxyribonucleoside triphosphate, modified deoxyribonucleoside triphosphate to form a first double-stranded polynucleotide having a modified first polynucleotide extension product attached thereto. Extending a hybridized first amplification primer from its 3 ′ end in the presence of a first polymerase capable of polymerizing phosphate and deoxyribonucleoside triphosphate; (c) a modified first polynucleotide (D) separating the single-stranded polynucleotide from the extension product; Hybridizing an amplification primer, i.e., hybridizing a second amplification primer to an internal site of the modified first polynucleotide extension product to form a hybridized second amplification primer, wherein the second amplification primer comprises: The second amplification primer includes an oligodeoxyribonucleotide having a 3 ′ end and a 5 ′ end, and the 3 ′ end of the second amplification primer is complementary to the 3 ′ end of the complement of the target nucleic acid sequence, It is also capable of hybridizing thereto, wherein the 5 'end of the second amplification primer has a second recognition sequence for a second restriction endonuclease, and the endonuclease has two recognition sequences. (E) allowing the hybridized second amplification primer to nick one strand of the semi-modified recognition site of the strand; A deoxyribonucleoside triphosphate is extended from the 3 'end, i.e., to form a second double-stranded polynucleotide comprising a modified second polynucleotide extension product hybridized to the modified first polynucleotide extension product. A modified deoxyribonucleoside triphosphate, and a reaction mixture comprising a mixture of second polymerases capable of polymerizing deoxyribonucleoside triphosphate in the presence of the polynucleotide template and displacing the strand, An extension of a hybridized second amplification primer from its 3 'end, wherein the modified second polynucleotide extension product is separated from a single-stranded polynucleotide, and wherein the second recognition sequence and the first A copy of the target nucleic acid sequence located at the opposite end between the complement of the recognition sequence and a modified The complement of the first recognition sequence in the first polynucleotide extension product and the first recognition sequence in the second polynucleotide extension product is a double-stranded, semi-modified recognition site for the first recognition endonuclease. (F) nick one strand of the double-stranded semi-modified recognition site for the first recognition endonuclease, ie, the first restriction endonuclease, deoxyribonucleoside. A double-stranded, semi-modified, for the first recognition endonuclease in the presence of a triphosphate, a modified deoxyribonucleoside triphosphate, and the second synthase, to one strand of the recognition site. Nicking, whereby the nicked 3 ′ end is extended, thereby extending the modified first polynucleotide downstream thereof. Any portion of the long product can be replaced and defined at opposite ends by the first and second recognition sites, which can nick for the first and second restriction endonucleases, respectively. Forming a third double-stranded polynucleotide comprising a separated copy of the target nucleic acid sequence hybridized to a separated copy of the complement of the target nucleic acid sequence; (g) forming a separated copy of the target nucleic acid sequence or its complement. A third double-stranded polynucleotide in the presence of a mixture of deoxyribonucleoside triphosphates and modified deoxyribonucleoside triphosphates, an enzyme having DNA polymerase activity capable of amplifying, i.e., displacing the strand; By contacting the first restriction endonuclease with the second restriction endonuclease, the target nucleic acid sequence or its Amplifying an isolated copy of the complement, thereby nicking the first and second recognition sequences of the first and second recognition sites and extending the 3 'end of the nicked sites. A new target nucleic acid sequence or its complement is produced, and a downstream copy of the target nucleic acid sequence or its complement is replaced during the process; and (h) a detectable amount of the isolated copy of the target nucleic acid sequence is obtained. Continuing step (g) for a time sufficient to produce, comprising: amplifying a copy of the target nucleic acid sequence found in the single-stranded polynucleotide. 29. A method for detecting the presence of a target nucleic acid sequence found in a single-stranded polynucleotide, the method comprising: (a) preparing a reaction mixture, the reaction mixture comprising: (i) a single-stranded polynucleotide A sample containing the target nucleic acid sequence at a position other than the terminal end thereof or containing the target nucleic acid sequence; (ii) using a single-stranded polynucleotide as a template to extend the hybridized primer First polymerizing enzyme capable of polymerizing deoxyribonucleoside triphosphate, and deoxyribonucleoside triphosphate can be polymerized by extending a hybridized primer, and further, if the target nucleic acid is DNA, displacing the strand. A second polymerizing enzyme, wherein the first polymerizing enzyme can optionally be the same as the second polymerizing enzyme. And (iii) a mixture of deoxyribonucleoside triphosphates containing modified deoxyribonucleoside triphosphates; (iv) capable of hybridizing to a target nucleic acid sequence and forming a primer hybridized thereto. A first amplification primer comprising an oligodeoxyribonucleotide having a 3 ′ end and a 5 ′ end, wherein the 3 ′ end of the first amplification primer is complementary to the 3 ′ end of the target nucleic acid sequence; The 5 'end of the first amplification primer can nick one strand of a double-stranded semi-modified recognition site for a first restriction endonuclease. A first amplification primer having a recognition sequence; and (v) a second amplification primer comprising an oligodeoxyribonucleotide having a 3 ′ end and a 5 ′ end, The 3 'end of the second amplification primer is complementary to, and can hybridize to, the 3' end of the complement of the target nucleic acid sequence, and the 5 'end of the second amplification primer is A restriction endonuclease having a second recognition sequence for a second restriction endonuclease, the endonuclease capable of nicking one strand of the double-stranded semi-modified recognition site that it recognizes; (B) applying the reaction mixture to a means for separating the double-stranded nucleic acids in the reaction mixture into single-stranded; (c) hybridization, primer extension, and The reaction mixture is allowed to stand for a time sufficient to perform nicking, thereby containing two separate copies of the target nucleic acid sequence and the complement of the target nucleic acid sequence, suitable for amplification. A polynucleotide extension product is produced, the double-stranded polynucleotide extension product comprising, at opposite ends, a nicked first restriction site and a second restriction site for each of the first and second restriction endonucleases. (D) an enzyme capable of amplifying an isolated copy of the target nucleic acid sequence or its complement, ie having DNA polymerase activity and displacing the strand, deoxyribonucleoside triphosphates and modified deoxyribose. By contacting the double-stranded polynucleotide extension product with the first restriction endonuclease and the second restriction endonuclease in the presence of a mixture of nucleoside triphosphates, an isolated copy of the target nucleic acid sequence or its complement is obtained. Amplifying, thereby, said first and second recognition of said first and second recognition sites The sequence is nicked and the 3 'ends of these nicked sites are extended to produce a new target nucleic acid sequence or its complement, and the downstream copy of the target nucleic acid sequence or its complement is processed by the process. (E) continuing step (d) for a time sufficient to produce a detectable amount of a separate copy of the target nucleic acid sequence; and (f) a detectable amount of the target nucleic acid sequence. Determining the presence of an isolated copy of the target nucleic acid sequence. The method for detecting the presence of a target nucleic acid sequence found in a single-stranded polynucleotide. 30. A method for determining the presence of a target nucleic acid sequence found in a single-stranded polynucleotide, comprising: (a) first amplifying at the 3 'end of the target nucleic acid sequence within the single-stranded polynucleotide; Hybridizing the primers, i.e., hybridizing the first amplification primer to the 3 'end of the target nucleic acid sequence within the single-stranded polynucleotide to form a hybridized first amplification primer, The first amplification primer includes an oligodeoxyribonucleotide having a 3 ′ end and a 5 ′ end, and the 3 ′ end of the first amplification primer is complementary to the 3 ′ end of the target nucleic acid sequence, The 5 'end of the first amplification primer has a first recognition sequence for a first restriction endonuclease, which endonuclease is capable of recognizing the double-stranded, semi-modified recognition site that it recognizes. (B) extending the hybridized first amplification primer from its 3 ′ end to complement and bind to the single-stranded polynucleotide; Using the target nucleic acid sequence as a template to form a first double-stranded polynucleotide having a modified first polynucleotide extension product, a deoxyribonucleoside triphosphate, a modified deoxyribonucleoside triphosphate, and Extending a hybridized first amplification primer from its 3 'end in the presence of a first polymerase capable of polymerizing deoxyribonucleoside triphosphate; (c) from the modified first polynucleotide extension product: Separating said single-stranded polynucleotide; (d) a second amplification primer at an internal site of said modified first polynucleotide extension product; Hybridizing the second amplification primer to an internal site of the modified first polynucleotide extension product to form a hybridized second amplification primer, wherein the second amplification primer comprises: The primer comprises an oligodeoxyribonucleotide with a 3 ′ end and a 5 ′ end, wherein the 3 ′ end of the second amplification primer is complementary to and 3 ′ end of the complement of the target nucleic acid sequence. The 5 'end of the second amplification primer has a second recognition sequence for a second restriction endonuclease, wherein the endonuclease recognizes a double-stranded (E) extending the hybridized second amplification primer from its 3 ′ end by nicking one strand of the semi-modified recognition site; That is, to form a second double-stranded polynucleotide comprising a modified second polynucleotide extension product hybridized to a modified first polynucleotide extension product, a deoxyribonucleoside triphosphate, a modified deoxyribonucleoside triphosphate An acid, and from its 3 ′ end in a reaction mixture comprising a mixture of second polymerases capable of polymerizing deoxyribonucleoside triphosphates in the presence of the polynucleotide template and displacing the strand. An extension of the hybridized second amplification primer, wherein the modified second polynucleotide extension product is separated from the single-stranded polynucleotide, and comprises the second recognition sequence and the complement of the first recognition sequence. A modified first polynucleotide comprising a copy of said target nucleic acid sequence located at opposing ends between The complement of the first recognition sequence in the otide extension product and the first recognition sequence in the second polynucleotide extension product forms a double-stranded, semi-modified recognition site for the first recognition endonuclease. (F) nicking one strand of the double-stranded, semi-modified, recognition site for the first recognition endonuclease, ie, the first restriction endonuclease, deoxyribonucleoside triphosphate. Nicking one half of the double-stranded, semi-modified recognition site for the first recognition endonuclease in the presence of a modified deoxyribonucleoside triphosphate, and the second synthase. In turn, this extends the nicked 3 ′ end, thereby reducing any of the modified first polynucleotide extension products downstream thereof. The target, defined at opposite ends by the first and second recognition sites, which can also be substituted and nickable for each of the first and second restriction endonucleases. Forming a third double-stranded polynucleotide comprising a separated copy of the target nucleic acid sequence hybridized to a separated copy of the complement of the nucleic acid sequence; (g) amplifying the separated copy of the target nucleic acid sequence or its complement; A third double-stranded polynucleotide, in the presence of a mixture of an enzyme having DNA polymerase activity capable of displacing the strand, deoxyribonucleoside triphosphate and modified deoxyribonucleoside triphosphate, Contacting the nuclease with the second restriction endonuclease to separate the target nucleic acid sequence or its complement The first and second recognition sequences of the first and second recognition sites are nicked, the 3 'ends of these nicked sites are extended, and the new target nucleic acid is amplified. The sequence or its complement is formed and the downstream copy of the target nucleic acid sequence or its complement is replaced during the process; (h) sufficient to produce a detectable amount of the separated copy of the target nucleic acid sequence Continuing step (g) over time; and (i) determining the presence of a detectable amount of a separated copy of the target nucleic acid sequence, comprising the steps of: Method for determining the existence of 31. 29. The method according to claim 28, wherein said amplification step (g) and said continuation step (h) proceed under substantially isothermal conditions. 32. 32. The method of claim 31, wherein said amplifying step (g) and said continuation step (h) proceed at about 37C to about 60C. 33. 33. The method according to claim 32, wherein said amplification step (g) and said continuation step (h) proceed at a temperature of about 60 <0> C.
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